KR102374841B1 - Variable voltage generation circuit and memory device including the same - Google Patents
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Abstract
가변 전압 발생 회로는, 제1 증폭 회로 및 제2 증폭 회로를 포함한다. 상기 제1 증폭 회로는, 기준 전압, 제1 피드백 전압, 동작 온도에 따라 변화하는 온도-변동 전압 및 상기 동작 온도에 관계없이 고정된 온도-고정 전압에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제1 전압 범위에서 변화하는 제1 출력 전압을 발생하고, 상기 제1 출력 전압에 기초하여 상기 제1 피드백 전압을 발생한다. 상기 제2 증폭 회로는 상기 제1 피드백 전압, 제2 피드백 전압, 상기 온도-변동 전압 및 상기 온도-고정 전압에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 상기 제1 전압 범위보다 큰 제2 전압 범위에서 변화하는 제2 출력 전압을 발생하고, 상기 제2 출력 전압에 기초하여 상기 제2 피드백 전압을 발생한다.The variable voltage generating circuit includes a first amplifying circuit and a second amplifying circuit. The first amplifying circuit is configured to provide a first amplification circuit according to a change in the operating temperature based on a reference voltage, a first feedback voltage, a temperature-variable voltage that varies according to the operating temperature, and a temperature-fixed voltage that is fixed regardless of the operating temperature. and generate a first output voltage varying in a voltage range, and generate the first feedback voltage based on the first output voltage. The second amplifier circuit is configured to operate in a second voltage range greater than the first voltage range according to a change in the operating temperature based on the first feedback voltage, the second feedback voltage, the temperature-varying voltage and the temperature-fixed voltage. and generate a varying second output voltage and generate the second feedback voltage based on the second output voltage.
Description
본 발명은 반도체 집적 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온도에 따라 변화하는 전압을 발생하는 가변 전압 발생 회로 및 이를 포함하는 메모리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근 메모리 장치와 같은 반도체 집적 회로의 고집적화 및 고속화에 따라서 반도체 집적 회로의 동작 특성이 동작 온도의 변화에 대해 민감하게 변화하는 경향이 있다. 반도체 집적 회로의 오작동을 방지하고 성능을 향상시키기 위하여 동작 온도의 변화에 따라서 반도체 집적 회로의 동작을 정밀하게 제어하는 것이 필요하다.Recently, as semiconductor integrated circuits such as memory devices are highly integrated and high-speed, operating characteristics of semiconductor integrated circuits tend to be sensitively changed with respect to changes in operating temperature. In order to prevent malfunction of the semiconductor integrated circuit and improve performance, it is necessary to precisely control the operation of the semiconductor integrated circuit according to the change in operating temperature.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은, 동작 온도의 범위에 대하여 넓은 출력 전압 범위를 갖는 가변 전압 발생 회로를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION One object of the present invention to solve the above problems is to provide a variable voltage generating circuit having a wide output voltage range with respect to an operating temperature range.
또한 본 발명의 일 목적은, 동작 온도의 범위에 대하여 넓은 출력 전압 범위를 갖는 가변 전압 발생 회로를 포함하는 메모리 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a memory device including a variable voltage generating circuit having a wide output voltage range with respect to an operating temperature range.
상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 가변 전압 발생 회로는, 제1 증폭 회로 및 제2 증폭 회로를 포함한다. 상기 제1 증폭 회로는, 기준 전압, 제1 피드백 전압, 동작 온도에 따라 변화하는 온도-변동 전압 및 상기 동작 온도에 관계없이 고정된 온도-고정 전압에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제1 전압 범위에서 변화하는 제1 출력 전압을 발생하고, 상기 제1 출력 전압에 기초하여 상기 제1 피드백 전압을 발생한다. 상기 제2 증폭 회로는 상기 제1 피드백 전압, 제2 피드백 전압, 상기 온도-변동 전압 및 상기 온도-고정 전압에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 상기 제1 전압 범위보다 큰 제2 전압 범위에서 변화하는 제2 출력 전압을 발생하고, 상기 제2 출력 전압에 기초하여 상기 제2 피드백 전압을 발생한다.In order to achieve the above object, a variable voltage generating circuit according to embodiments of the present invention includes a first amplifying circuit and a second amplifying circuit. The first amplifying circuit is configured to provide a first amplification circuit according to a change in the operating temperature based on a reference voltage, a first feedback voltage, a temperature-variable voltage that varies according to the operating temperature, and a temperature-fixed voltage that is fixed regardless of the operating temperature. and generate a first output voltage varying in a voltage range, and generate the first feedback voltage based on the first output voltage. The second amplifier circuit is configured to operate in a second voltage range greater than the first voltage range according to a change in the operating temperature based on the first feedback voltage, the second feedback voltage, the temperature-varying voltage and the temperature-fixed voltage. and generate a varying second output voltage and generate the second feedback voltage based on the second output voltage.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 증폭 회로는 상기 기준 전압 및 상기 제1 피드백 전압을 수신하는 차동 입력 단자 쌍을 포함하고, 상기 제2 증폭 회로는 상기 제1 피드백 전압 및 상기 제2 피드백 전압을 수신하는 차동 입력 단자 쌍을 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the first amplifier circuit comprises a differential input terminal pair for receiving the reference voltage and the first feedback voltage, and the second amplifier circuit comprises the first feedback voltage and the second feedback voltage. It may include a differential input terminal pair for receiving.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 증폭 회로 및 상기 제2 증폭 회로의 각각은, 상기 온도-변동 전압 및 상기 온도-고정 전압을 수신하는 차동 입력 단자 쌍을 더 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, each of the first amplification circuit and the second amplification circuit may further include a differential input terminal pair for receiving the temperature-variable voltage and the temperature-fixed voltage.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 증폭 회로는 상기 온도-변동 전압에 기초하여 상기 기준 전압과 상기 제1 피드백 전압의 차이에 상응하는 제1 전압 오프셋을 발생시키고, 상기 제2 증폭 회로는 상기 온도-변동 전압에 기초하여 상기 제1 피드백 전압과 상기 제2 피드백 전압의 차이에 상응하는 제2 전압 오프셋을 발생시킬 수 있다.In an exemplary embodiment, the first amplifying circuit generates a first voltage offset corresponding to a difference between the reference voltage and the first feedback voltage based on the temperature-varying voltage, and the second amplifying circuit comprises the A second voltage offset corresponding to a difference between the first feedback voltage and the second feedback voltage may be generated based on the temperature-varying voltage.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 전압 범위는 상기 제1 전압 오프셋에 비례하고, 상기 제2 전압 범위는 상기 제1 전압 오프셋과 상기 제2 전압 오프셋의 합에 비례할 수 있다.In an exemplary embodiment, the first voltage range may be proportional to the first voltage offset, and the second voltage range may be proportional to a sum of the first voltage offset and the second voltage offset.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 증폭 회로와 상기 제2 증폭 회로는 동일한 구성을 갖고, 상기 제2 전압 범위는 상기 제1 전압 범위의 두 배일 수 있다.In an exemplary embodiment, the first amplifier circuit and the second amplifier circuit may have the same configuration, and the second voltage range may be twice the first voltage range.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 증폭 회로는, 상기 기준 전압, 상기 제1 피드백 전압, 상기 온도-변동 전압 및 상기 온도-고정 전압에 기초하여 제1 증폭 전압을 제공하는 제1 차동 차이 증폭기 및 상기 제1 증폭 전압에 기초하여 상기 제1 출력 전압 및 상기 제1 출력 전압에 비례하는 상기 제1 피드백 전압을 제공하는 제1 출력 회로를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the first amplifying circuit is a first differential amplifier providing a first amplified voltage based on the reference voltage, the first feedback voltage, the temperature-variable voltage, and the temperature-fixed voltage. and a first output circuit providing the first output voltage and the first feedback voltage proportional to the first output voltage based on the first amplified voltage.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 차동 차이 증폭기는, 상기 제1 증폭 전압을 발생하는 출력 노드 쌍에 결합된 전류 미러, 상기 출력 노드 쌍에 결합되고 상기 기준 전압 및 상기 제1 피드백 전압을 수신하는 제1 입력 트랜지스터 쌍, 상기 출력 노드 쌍에 결합되고 상기 온도-변동 전압 및 상기 온도-고정 전압을 수신하는 제2 입력 트랜지스터 쌍, 상기 제1 입력 트랜지스터 쌍에 결합된 제1 전류원 및 상기 제2 입력 트랜지스터 쌍에 결합된 제2 전류원을 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the first differential difference amplifier comprises: a current mirror coupled to an output node pair generating the first amplified voltage, coupled to the output node pair and receiving the reference voltage and the first feedback voltage a first pair of input transistors coupled to the pair of output nodes and receiving the temperature-varying voltage and the temperature-fixed voltage, a first current source coupled to the first pair of input transistors and the second and a second current source coupled to the pair of input transistors.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제2 전류원은 온도 계수 신호에 응답하여 상기 제2 입력 트랜지스터 쌍에 공급되는 테일 전류를 조절함으로써 상기 제1 전압 범위를 조절할 수 있다.In an exemplary embodiment, the second current source may adjust the first voltage range by adjusting a tail current supplied to the second input transistor pair in response to a temperature coefficient signal.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제2 증폭 회로는, 상기 제1 피드백 전압, 상기 제2 피드백 전압, 상기 온도-변동 전압 및 상기 온도-고정 전압에 기초하여 제2 증폭 전압을 제공하는 제2 차동 차이 증폭기 및 상기 제2 증폭 전압에 기초하여 상기 제2 출력 전압 및 상기 제2 출력 전압에 비례하는 상기 제2 피드백 전압을 제공하는 제2 출력 회로를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the second amplification circuit is a second differential providing a second amplification voltage based on the first feedback voltage, the second feedback voltage, the temperature-variable voltage, and the temperature-fixed voltage. and a second output circuit configured to provide the second output voltage and the second feedback voltage proportional to the second output voltage based on a difference amplifier and the second amplified voltage.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제2 차동 차이 증폭기는, 상기 제2 증폭 전압을 발생하는 출력 노드 쌍에 결합된 전류 미러, 상기 출력 노드 쌍에 결합되고 상기 제1 피드백 전압 및 상기 제2 피드백 전압을 수신하는 제1 입력 트랜지스터 쌍, 상기 출력 노드 쌍에 결합되고 상기 온도-변동 전압 및 상기 온도-고정 전압을 수신하는 제2 입력 트랜지스터 쌍, 상기 제1 입력 트랜지스터 쌍에 결합된 제1 전류원 및 상기 제2 입력 트랜지스터 쌍에 결합된 제2 전류원을 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the second differential difference amplifier comprises: a current mirror coupled to an output node pair generating the second amplified voltage, coupled to the output node pair, the first feedback voltage and the second feedback voltage a first pair of input transistors receiving and a second current source coupled to the second pair of input transistors.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제2 전류원은 온도 계수 신호에 응답하여 상기 제2 입력 트랜지스터 쌍에 공급되는 테일 전류를 조절함으로써 상기 제2 전압 범위를 조절할 수 있다.In an exemplary embodiment, the second current source may adjust the second voltage range by adjusting a tail current supplied to the second input transistor pair in response to a temperature coefficient signal.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 가변 전압 발생 회로는 상기 제2 피드백 전압, 제3 피드백 전압, 상기 온도-변동 전압 및 상기 온도-고정 전압에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 상기 제2 전압 범위보다 큰 제3 전압 범위에서 변화하는 제3 출력 전압을 발생하고, 상기 제3 출력 전압에 기초하여 상기 제3 피드백 전압을 발생하는 제3 증폭 회로를 더 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the variable voltage generating circuit is configured to configure the second voltage range according to a change in the operating temperature based on the second feedback voltage, the third feedback voltage, the temperature-variable voltage and the temperature-fixed voltage. The apparatus may further include a third amplifying circuit configured to generate a third output voltage that varies in a larger third voltage range, and to generate the third feedback voltage based on the third output voltage.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 증폭 회로는 상기 기준 전압 및 상기 제1 피드백 전압을 수신하는 차동 입력 단자 쌍을 포함하고, 상기 제2 증폭 회로는 상기 제1 피드백 전압 및 상기 제2 피드백 전압을 수신하는 차동 입력 단자 쌍을 포함하고, 상기 제3 증폭 회로는 상기 제2 피드백 전압 및 상기 제3 피드백 전압을 수신하는 차동 입력 단자 쌍을 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the first amplifier circuit comprises a differential input terminal pair for receiving the reference voltage and the first feedback voltage, and the second amplifier circuit comprises the first feedback voltage and the second feedback voltage. and a differential input terminal pair for receiving , and the third amplifier circuit may include a differential input terminal pair for receiving the second feedback voltage and the third feedback voltage.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 증폭 회로, 상기 제2 증폭 회로 및 상기 제3 증폭 회로는 동일한 구성을 갖고, 상기 제2 전압 범위는 상기 제1 전압 범위의 두 배이고, 상기 제3 전압 범위는 상기 제1 전압 범위의 세 배일 수 있다.In an exemplary embodiment, the first amplifying circuit, the second amplifying circuit and the third amplifying circuit have the same configuration, the second voltage range is twice the first voltage range, and the third voltage range may be three times the first voltage range.
상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 가변 전압 발생 회로는, 제1 내지 제n 증폭 회로들을 포함한다. 상기 제1 증폭 회로는, 기준 전압, 제1 피드백 전압, 동작 온도에 따라 변화하는 온도-변동 전압 및 상기 동작 온도에 관계없이 고정된 온도-고정 전압에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제1 전압 범위에서 변화하는 제1 출력 전압을 발생하고, 상기 제1 출력 전압에 기초하여 상기 제1 피드백 전압을 발생한다. 상기 제k 증폭 회로(k는 2 이상 n 이하의 자연수)는 제k-1 피드백 전압, 제k 피드백 전압, 상기 온도-변동 전압 및 상기 온도-고정 전압에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제k-1 전압 범위보다 큰 제k 전압 범위에서 변화하는 제k 출력 전압을 발생하고, 상기 제k 출력 전압에 기초하여 상기 제k 피드백 전압을 발생한다.In order to achieve the above object, a variable voltage generating circuit according to embodiments of the present invention includes first to nth amplification circuits. The first amplifying circuit is configured to provide a first amplification circuit according to a change in the operating temperature based on a reference voltage, a first feedback voltage, a temperature-variable voltage that varies according to the operating temperature, and a temperature-fixed voltage that is fixed regardless of the operating temperature. and generate a first output voltage varying in a voltage range, and generate the first feedback voltage based on the first output voltage. The k-th amplifier circuit (k is a natural number of 2 or more and n or less) is configured to perform a second operation according to a change in the operating temperature based on a k-1 th feedback voltage, a k-th feedback voltage, the temperature-variable voltage, and the temperature-fixed voltage. A k-th output voltage that varies in a k-th voltage range greater than a k-1 voltage range is generated, and the k-th feedback voltage is generated based on the k-th output voltage.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 증폭 회로는 상기 기준 전압 및 상기 제1 피드백 전압을 수신하는 차동 입력 단자 쌍을 포함하고, 상기 제k 증폭 회로는 상기 제k-1 피드백 전압 및 상기 제k 피드백 전압을 수신하는 차동 입력 단자 쌍을 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the first amplification circuit includes a differential input terminal pair for receiving the reference voltage and the first feedback voltage, and the kth amplifier circuit comprises the k-1th feedback voltage and the kth feedback voltage. and a differential input terminal pair for receiving a feedback voltage.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제n 증폭 회로들은 동일한 구성을 갖고, 상기 제k 전압 범위는 상기 제1 전압 범위의 k배일 수 있다.In an exemplary embodiment, the first to nth amplifier circuits may have the same configuration, and the kth voltage range may be k times the first voltage range.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 가변 전압 발생 회로는 상기 제1 내지 제n 출력 전압들 중에서 하나를 선택하여 출력하는 선택기를 더 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the variable voltage generating circuit may further include a selector for selecting and outputting one of the first to nth output voltages.
상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치는, 제1 내지 제n 증폭 회로들 및 메모리 셀 어레이를 포함한다. 상기 제1 증폭 회로는, 기준 전압, 제1 피드백 전압, 동작 온도에 따라 변화하는 온도-변동 전압 및 상기 동작 온도에 관계없이 고정된 온도-고정 전압에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제1 전압 범위에서 변화하는 제1 출력 전압을 발생하고, 상기 제1 출력 전압에 기초하여 상기 제1 피드백 전압을 발생한다. 상기 제k 증폭 회로(k는 2 이상 n 이하의 자연수)는 제k-1 피드백 전압, 제k 피드백 전압, 상기 온도-변동 전압 및 상기 온도-고정 전압에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제k-1 전압 범위보다 큰 제k 전압 범위에서 변화하는 제k 출력 전압을 발생하고, 상기 제k 출력 전압에 기초하여 상기 제k 피드백 전압을 발생한다. 상기 메모리 셀 어레이는 상기 제1 내지 상기 제n 출력 전압들 중 적어도 하나에 기초하여 구동된다.In order to achieve the above object, a memory device according to embodiments of the present invention includes first to nth amplification circuits and a memory cell array. The first amplifying circuit is configured to provide a first amplification circuit according to a change in the operating temperature based on a reference voltage, a first feedback voltage, a temperature-variable voltage that varies according to the operating temperature, and a temperature-fixed voltage that is fixed regardless of the operating temperature. and generate a first output voltage varying in a voltage range, and generate the first feedback voltage based on the first output voltage. The k-th amplifier circuit (k is a natural number of 2 or more and n or less) is configured to perform a second operation according to a change in the operating temperature based on a k-1 th feedback voltage, a k-th feedback voltage, the temperature-variable voltage, and the temperature-fixed voltage. A k-th output voltage that varies in a k-th voltage range greater than a k-1 voltage range is generated, and the k-th feedback voltage is generated based on the k-th output voltage. The memory cell array is driven based on at least one of the first to nth output voltages.
본 발명의 실시예들에 따른 가변 전압 발생 회로는, 온도에 따른 전압 오프셋을 갖는 복수의 증폭 회로들을 이용한 복수의 피드백 동작을 통하여 동작 온도의 범위에 대한 출력 전압의 범위를 확장하고 선형성(linearity)을 향상시킬 수 있다.The variable voltage generating circuit according to the embodiments of the present invention expands the range of the output voltage with respect to the operating temperature range through a plurality of feedback operations using a plurality of amplification circuits having a voltage offset according to the temperature, and provides linearity. can improve
본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치는, 상기 가변 전압 발생 회로의 출력 전압을 이용하여 동작 온도의 변화에 따라서 메모리 장치의 동작 특성을 정밀하게 제어함으로써 향상된 성능을 가질 수 있다.Memory devices according to embodiments of the present invention may have improved performance by precisely controlling operating characteristics of the memory device according to changes in operating temperature using the output voltage of the variable voltage generating circuit.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 가변 전압 발생 회로를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 가변 전압 발생 회로에 제공되는 온도-변동 전압 및 온도-고정 전압의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 가변 전압 발생 회로의 온도 변화에 따른 전압 범위의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 가변 전압 발생 회로에 제공되는 온도-변동 전압 및 온도-고정 전압의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 가변 전압 발생 회로의 온도 변화에 따른 전압 범위의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 가변 전압 발생 회로에 포함되는 제1 증폭 회로의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 가변 전압 발생 회로에 포함되는 제2 증폭 회로의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1의 가변 전압 발생 회로에 포함되는 제3 증폭 회로의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 6의 제1 증폭 회로에 포함되는 제1 차동 차이 증폭기의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 10은 온도 계수에 따른 도 9의 제1 차동 차이 증폭기의 제1 출력 전압의 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 온도 계수에 따른 도 9의 제1 차동 차이 증폭기에 포함되는 제2 전류원의 테일 전류를 나타내는 도면이다.
도 12는 도 7의 제2 증폭 회로에 포함되는 제2 차동 차이 증폭기의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 8의 제3 증폭 회로에 포함되는 제3 차동 차이 증폭기의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 가변 전압 발생 회로를 나타내는 블록도이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 디지털 온도계를 나타내는 블록도이다.
도 16은 도 15의 디지털 온도계에 포함되는 온도 센서의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 클록 발생기를 나타내는 블록도이다.
도 18은 도 17의 클록 발생기에 포함되는 전압 제어 발진기의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 19는 도 18의 전압 제어 발진기에 포함되는 인버터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치를 나타내는 블록도이다.
도 21, 도 22, 도 23 및 도 24는 도 20의 비휘발성 메모리 장치에 포함되는 메모리 셀 어레이의 예들을 나타내는 도면들이다.
도 25는 본 발명의 실시예들에 따른 에스에스디(SSD: solid state disk or solid state drive)를 나타내는 블록도이다.
도 26은 본 발명의 실시예들에 따른 임베디드 멀티 미디어 카드(eMMC: embedded multimedia card)를 나타내는 블록도이다.
도 27은 본 발명의 실시예들에 따른 유니버셜 플래시 스토리지(USF: universal flash storage)를 나타내는 블록도이다.
도 28은 본 발명의 실시예들에 따른 모바일 장치를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a variable voltage generating circuit according to embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a temperature-variable voltage and a temperature-fixed voltage provided to the variable voltage generating circuit of FIG. 1 .
3 is a diagram illustrating an example of a voltage range according to a temperature change of the variable voltage generator circuit of FIG. 1 .
FIG. 4 is a diagram illustrating another example of a temperature-variable voltage and a temperature-fixed voltage provided to the variable voltage generating circuit of FIG. 1 .
5 is a diagram illustrating another example of a voltage range according to a temperature change of the variable voltage generator circuit of FIG. 1 .
6 is a diagram illustrating an embodiment of a first amplifying circuit included in the variable voltage generating circuit of FIG. 1 .
7 is a diagram illustrating an embodiment of a second amplification circuit included in the variable voltage generator circuit of FIG. 1 .
8 is a diagram illustrating an embodiment of a third amplification circuit included in the variable voltage generator circuit of FIG. 1 .
9 is a diagram illustrating an embodiment of a first differential difference amplifier included in the first amplifier circuit of FIG. 6 .
FIG. 10 is a diagram for explaining control of a first output voltage of the first differential amplifier of FIG. 9 according to a temperature coefficient;
11 is a diagram illustrating a tail current of a second current source included in the first differential amplifier of FIG. 9 according to a temperature coefficient;
12 is a diagram illustrating an embodiment of a second differential amplifier included in the second amplifier circuit of FIG. 7 .
13 is a diagram illustrating an embodiment of a third differential difference amplifier included in the third amplifier circuit of FIG. 8 .
14 is a block diagram illustrating a variable voltage generating circuit according to embodiments of the present invention.
15 is a block diagram illustrating a digital thermometer according to embodiments of the present invention.
16 is a circuit diagram illustrating an example of a temperature sensor included in the digital thermometer of FIG. 15 .
17 is a block diagram illustrating a clock generator according to embodiments of the present invention.
18 is a diagram illustrating an example of a voltage controlled oscillator included in the clock generator of FIG. 17 .
19 is a diagram illustrating an example of an inverter included in the voltage controlled oscillator of FIG. 18 .
20 is a block diagram illustrating a memory device according to embodiments of the present invention.
21, 22, 23, and 24 are diagrams illustrating examples of a memory cell array included in the nonvolatile memory device of FIG. 20 .
25 is a block diagram illustrating a solid state disk or solid state drive (SSD) according to embodiments of the present invention.
26 is a block diagram illustrating an embedded multimedia card (eMMC) according to embodiments of the present invention.
27 is a block diagram illustrating a universal flash storage (USF) according to embodiments of the present invention.
28 is a block diagram illustrating a mobile device according to embodiments of the present invention.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다.With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural or functional descriptions are only exemplified for the purpose of describing the embodiments of the present invention, and the embodiments of the present invention may be embodied in various forms and the text It should not be construed as being limited to the embodiments described in .
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Other expressions describing the relationship between elements, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", etc., should be interpreted similarly.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, but is not limited to one or more other features or numbers. , it is to be understood that it does not preclude the possibility of the existence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted to have meanings consistent with the context of the related art, and are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. .
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and repeated descriptions of the same components are omitted.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 가변 전압 발생 회로를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a variable voltage generating circuit according to embodiments of the present invention.
도 1을 참조하면, 가변 전압 발생 회로(100)는 제1 내지 제n 증폭 회로들(AMP1~AMPn)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , the variable
제1 증폭 회로(AMP1)는 기준 전압(VREF), 제1 피드백 전압(VFB1), 동작 온도에 따라 변화하는 온도-변동 전압(VNTC) 및 상기 동작 온도에 관계없이 고정된 온도-고정 전압(VZTC)에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제1 전압 범위(VR1)에서 변화하는 제1 출력 전압(VO1)을 발생한다. 제1 증폭 회로(AMP1)는 제1 출력 전압(VO1)에 기초하여 제1 피드백 전압(VFB1)을 발생한다.The first amplifier circuit AMP1 includes a reference voltage VREF, a first feedback voltage VFB1, a temperature-varying voltage VNTC that varies according to an operating temperature, and a fixed temperature-fixed voltage VZTC regardless of the operating temperature. ), a first output voltage VO1 that changes in the first voltage range VR1 is generated according to a change in the operating temperature. The first amplifier circuit AMP1 generates a first feedback voltage VFB1 based on the first output voltage VO1 .
제k 증폭 회로(AMPk)(k는 2 이상 n 이하의 자연수)는 제k-1 피드백 전압(VFBk-1), 제k 피드백 전압(VFBk), 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제k-1 전압 범위(VRk-1)보다 큰 제k 전압 범위(VRk)에서 변화하는 제k 출력 전압(VOk)을 발생한다. 제k 증폭 회로(AMPk)는 제k 출력 전압(VOk)에 기초하여 제k 피드백 전압(VFBk)을 발생한다.The k-th amplifier circuit AMPk (k is a natural number of 2 or more and n or less) includes a k-1th feedback voltage VFBk-1, a kth feedback voltage VFBk, a temperature-variable voltage VNTC, and a temperature-fixed voltage. Based on (VZTC), a kth output voltage VOk that varies in a kth voltage range VRk greater than the k−1th voltage range VRk−1 is generated according to a change in the operating temperature. The kth amplifier circuit AMPk generates the kth feedback voltage VFBk based on the kth output voltage VOk.
다시 말해, 제2 증폭 회로(AMP2)는 제1 피드백 전압(VFB1), 제2 피드백 전압(VFB2), 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제1 전압 범위(VR1)보다 큰 제2 전압 범위(VR2)에서 변화하는 제2 출력 전압(VO2)을 발생하고, 제2 출력 전압(VO2)에 기초하여 제2 피드백 전압(VFB2)을 발생한다. 제3 증폭 회로(AMP)는 제2 피드백 전압(VFB2), 제3 피드백 전압(VFB3), 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제2 전압 범위(VR2)보다 큰 제3 전압 범위(VR3)에서 변화하는 제3 출력 전압(VO3)을 발생하고, 제3 출력 전압(VO3)에 기초하여 제3 피드백 전압(VFB3)을 발생한다. 이와 같은 방식으로, 제n 증폭 회로(AMPn)는 제n-1 피드백 전압(VFBn-1), 제n 피드백 전압(VFBn), 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제n-1 전압 범위(VRn-1)보다 큰 제n 전압 범위(VRn)에서 변화하는 제n 출력 전압(VOn)을 발생하고, 제n 출력 전압(VOn)에 기초하여 제n 피드백 전압(VFBn)을 발생한다.In other words, the second amplifying circuit AMP2 changes the operating temperature based on the first feedback voltage VFB1 , the second feedback voltage VFB2 , the temperature-variable voltage VNTC and the temperature-fixed voltage VZTC. Accordingly, the second output voltage VO2 that changes in the second voltage range VR2 greater than the first voltage range VR1 is generated, and the second feedback voltage VFB2 is generated based on the second output voltage VO2. Occurs. The third amplifying circuit AMP is configured to perform a first operation according to a change in the operating temperature based on the second feedback voltage VFB2 , the third feedback voltage VFB3 , the temperature-variable voltage VNTC and the temperature-fixed voltage VZTC. The third output voltage VO3 that is changed in the third voltage range VR3 greater than the second voltage range VR2 is generated, and the third feedback voltage VFB3 is generated based on the third output voltage VO3 . In this way, the n-th amplifier circuit AMPn is based on the n-1 th feedback voltage VFBn-1, the n th feedback voltage VFBn, the temperature-variable voltage VNTC, and the temperature-fixed voltage VZTC. to generate an n-th output voltage VOn that changes in an n-th voltage range VRn greater than an n-1 voltage range VRn-1 according to a change in the operating temperature, and Based on the n-th feedback voltage VFBn is generated.
후술하는 바와 같이, 증폭 회로들(AMP1~AMPn)의 각각은 온도에 따른 전압 오프셋을 갖는다. 본 발명의 실시예들에 따라서, 전단의 증폭 회로(AMPk-1)의 피드백 전압(VFBk-1)을 후단의 증폭 회로(AMPk)의 기준 전압으로서 제공한다. 전단의 증폭 회로(AMPk-1)의 피드백 전압(VFBk-1)을 이용하여 차동 증폭을 수행함으로써 후단의 증폭 회로로 갈수록 전압 오프셋을 누적할 수 있고, 이와 같은 전압 오프셋의 누적을 통하여 동작 온도의 범위에 대한 출력 전압의 범위를 확장할 수 있다.As will be described later, each of the amplification circuits AMP1 to AMPn has a voltage offset according to temperature. According to embodiments of the present invention, the feedback voltage VFBk-1 of the amplifying circuit AMPk-1 of the preceding stage is provided as a reference voltage of the amplifying circuit AMPk of the subsequent stage. By performing differential amplification using the feedback voltage VFBk-1 of the amplification circuit AMPk-1 of the previous stage, the voltage offset can be accumulated as it goes to the amplification circuit of the rear stage. It is possible to extend the range of the output voltage for the range.
종래에는 온도 범위 확장과 선형성 개선을 위해 하나의 가변이득 증폭기를 이용하여 온도-변동 전압(VNTC)을 증폭하여 증폭된 전압을 이용하였다. 그러나, 도 11을 참조하여 후술하는 바와 같이, 하나의 가변 이득 증폭기를 이용하여 단조증가적으로 전류를 변화시키는 경우에는 선형성이 보장되지 않는 문제가 발생한다.Conventionally, the amplified voltage is used by amplifying the temperature-varying voltage (VNTC) using a single variable gain amplifier to extend the temperature range and improve linearity. However, as will be described later with reference to FIG. 11 , when the current is monotonically increased using one variable gain amplifier, linearity is not guaranteed.
본 발명의 실시예들에 따른 가변 전압 발생 회로(100)는, 온도에 따른 전압 오프셋을 갖는 복수의 증폭 회로들(AMP1~AMPn)을 이용한 복수의 피드백 동작을 통하여 동작 온도의 범위에 대한 출력 전압의 범위를 확장하고 선형성을 향상시킬 수 있다.The variable
도 2는 도 1의 가변 전압 발생 회로에 제공되는 온도-변동 전압 및 온도-고정 전압의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1의 가변 전압 발생 회로의 온도 변화에 따른 전압 범위의 일 예를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating an example of a temperature-variable voltage and a temperature-fixed voltage provided to the variable voltage generating circuit of FIG. 1 , and FIG. 3 is an example of a voltage range according to a temperature change of the variable voltage generator circuit of FIG. 1 It is a drawing showing
도 2를 참조하면, 온도-변동 전압(VNTC)은 동작 온도에 따라 변화하는 전압 레벨을 가질 수 있다. 예를 들어, 온도-변동 전압(VNTC)은 동작 온도가 증가할수록 증가할 수 있다. 즉 도 2에 도시된 바와 같이, 온도-변동 전압(VNTC)은 제1 온도(Tc)에서 제1 전압 레벨(VLc)을 갖고, 제1 온도(Tc)보다 높은 제2 온도(Th)에서 제1 전압 레벨(VLc)보다 높은 제2 전압 레벨(VLh)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 온도-변동 전압(VNTC)은 도 16에 도시된 바와 같은 가변 전압 발생 회로(100)와 함께 집적되는 온-칩 센서를 이용하여 제공될 수 있다. 다른 실시예에서, 온도-변동 전압(VNTC)은 별개의 온도 센서 칩을 이용하여 제공될 수 있다. Referring to FIG. 2 , the temperature-varying voltage VNTC may have a voltage level that varies according to an operating temperature. For example, the temperature-varying voltage VNTC may increase as the operating temperature increases. That is, as shown in FIG. 2 , the temperature-varying voltage VNTC has a first voltage level VLc at a first temperature Tc, and a second temperature Th at a second temperature Th higher than the first temperature Tc. The second voltage level VLh may be higher than the first voltage level VLc. In one embodiment, the temperature-varying voltage VNTC may be provided using an on-chip sensor integrated with the variable
온도-고정 전압(VZTC)은 동작 온도에 관계없이 고정된 전압 레벨을 가질 수 있다. 도 2에는 온도-고정 전압(VZTC)이 제1 전압 레벨(VLc)에 고정된 예를 도시하였으나, 온도-고정 전압(VZTC)의 고정된 전압 레벨은 다양하게 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 온도-고정 전압(VZTC)은 밴드 갭 레퍼런스 회로를 이용하여 제공될 수 있다.The temperature-fixed voltage VZTC may have a fixed voltage level regardless of the operating temperature. 2 illustrates an example in which the temperature-fixed voltage VZTC is fixed to the first voltage level VLc, the fixed voltage level of the temperature-fixed voltage VZTC may be variously determined. In one embodiment, the temperature-locked voltage VZTC may be provided using a bandgap reference circuit.
도 3을 참조하면, 도 1의 제1 내지 제n 증폭 회로들(AMP1~AMPn)에서 각각 제공되는 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn)은 동작 온도가 증가할수록 증가할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn)은 제1 온도(Tc)에서 기준 전압 레벨(VL0)을 갖고, 제1 온도(Tc)보다 높은 제2 온도(Th)에서 기준 전압 레벨(VL0)보다 높은 전압 레벨들(VL1~VLn)을 각각 가질 수 있다. Referring to FIG. 3 , the first to nth output voltages VO1 to VOn respectively provided by the first to nth amplifier circuits AMP1 to AMPn of FIG. 1 may increase as the operating temperature increases. For example, the first to nth output voltages VO1 to VOn have the reference voltage level VL0 at the first temperature Tc, and the reference voltage level VL0 at the second temperature Th higher than the first temperature Tc. Each of the voltage levels VL1 to VLn may be higher than the voltage level VL0.
도 3에 도시된 바와 같이, 후단의 증폭 회로(AMPk)(k는 2 이상 n 이하의 자연수)에서 제공되는 출력 전압(VOk)의 전압 범위(VRk)는 전단의 증폭 회로(AMPk-1)에서 제공되는 출력 전압(VOk-1)의 전압 범위(VRk-1)보다 넓을 수 있다. 즉 제1 출력 전압(VO1)의 전압 범위(VR1=VL0~VL1)는 제2 출력 전압(VO2)의 전압 범위(VR2=VL0~VL2)보다 좁을 수 있고, 제2 출력 전압(VO2)의 전압 범위(VR2=VL0~VL2)는 제3 출력 전압(VO3)의 전압 범위(VR3=VL0~VL3)보다 좁을 수 있고, 이와 같은 방식으로 제n 출력 전압(VOn)의 전압 범위(VRn=VL0~VLn)가 가장 넓을 수 있다.As shown in FIG. 3 , the voltage range VRk of the output voltage VOk provided from the amplification circuit AMPk of the rear stage (k is a natural number greater than or equal to 2 and less than or equal to n) is the amplification circuit AMPk-1 of the previous stage. It may be wider than the voltage range VRk-1 of the provided output voltage VOk-1. That is, the voltage range VR1 = VL0 to VL1 of the first output voltage VO1 may be narrower than the voltage range VR2 = VL0 to VL2 of the second output voltage VO2, and the voltage of the second output voltage VO2 The range VR2=VL0~VL2 may be narrower than the voltage range VR3=VL0~VL3 of the third output voltage VO3, and in this way, the voltage range VRn=VL0~ of the nth output voltage VOn VLn) may be the widest.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 가변 전압 발생 회로(100)는, 온도에 따른 전압 오프셋을 갖는 복수의 증폭 회로들(AMP1~AMPn)을 이용한 복수의 피드백 동작을 통하여 동작 온도의 범위에 대한 출력 전압의 범위를 확장하고 선형성을 향상시킬 수 있다.As described above, the variable
도 4는 도 1의 가변 전압 발생 회로에 제공되는 온도-변동 전압 및 온도-고정 전압의 다른 예를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 1의 가변 전압 발생 회로의 온도 변화에 따른 전압 범위의 다른 예를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating another example of a temperature-variable voltage and a temperature-fixed voltage provided to the variable voltage generator circuit of FIG. 1 , and FIG. 5 is another example of a voltage range according to a temperature change of the variable voltage generator circuit of FIG. 1 It is a drawing showing
도 4를 참조하면, 온도-변동 전압(VNTC)은 동작 온도에 따라 변화하는 전압 레벨을 가질 수 있다. 예를 들어, 온도-변동 전압(VNTC)은 동작 온도가 증가할수록 감소할 수 있다. 즉 도 4에 도시된 바와 같이, 온도-변동 전압(VNTC)은 제1 온도(Tc)에서 제1 전압 레벨(VLc)을 갖고, 제1 온도(Tc)보다 높은 제2 온도(Th)에서 제1 전압 레벨(VLc)보다 낮은 제2 전압 레벨(VLh)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 온도-변동 전압(VNTC)은 도 16에 도시된 바와 같은 가변 전압 발생 회로(100)와 함께 집적되는 온-칩 센서를 이용하여 제공될 수 있다. 다른 실시예에서, 온도-변동 전압(VNTC)은 별개의 온도 센서 칩을 이용하여 제공될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the temperature-varying voltage VNTC may have a voltage level that varies according to an operating temperature. For example, the temperature-varying voltage VNTC may decrease as the operating temperature increases. That is, as shown in FIG. 4 , the temperature-varying voltage VNTC has a first voltage level VLc at a first temperature Tc and a second temperature Th at a second temperature Th higher than the first temperature Tc. The second voltage level VLh may be lower than the first voltage level VLc. In one embodiment, the temperature-varying voltage VNTC may be provided using an on-chip sensor integrated with the variable
온도-고정 전압(VZTC)은 동작 온도에 관계없이 고정된 전압 레벨을 가질 수 있다. 도 4에는 온도-고정 전압(VZTC)이 제1 전압 레벨(VLc)에 고정된 예를 도시하였으나, 온도-고정 전압(VZTC)의 고정된 전압 레벨은 다양하게 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 온도-고정 전압(VZTC)은 밴드 갭 레퍼런스 회로를 이용하여 제공될 수 있다.The temperature-fixed voltage VZTC may have a fixed voltage level regardless of the operating temperature. 4 illustrates an example in which the temperature-fixed voltage VZTC is fixed to the first voltage level VLc, the fixed voltage level of the temperature-fixed voltage VZTC may be variously determined. In one embodiment, the temperature-locked voltage VZTC may be provided using a bandgap reference circuit.
도 5를 참조하면, 도 1의 제1 내지 제n 증폭 회로들(AMP1~AMPn)에서 각각 제공되는 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn)은 동작 온도가 증가할수록 감소할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제n 출력 전압들(VO1~VOn)은 제1 온도(Tc)에서 기준 전압 레벨(VL0)을 갖고, 제1 온도(Tc)보다 높은 제2 온도(Th)에서 기준 전압 레벨(VL0)보다 낮은 전압 레벨들(VL1~VLn)을 각각 가질 수 있다. Referring to FIG. 5 , the first to nth output voltages VO1 to VOn respectively provided from the first to nth amplifier circuits AMP1 to AMPn of FIG. 1 may decrease as the operating temperature increases. For example, the first to nth output voltages VO1 to VOn have the reference voltage level VL0 at the first temperature Tc, and the reference voltage level VL0 at the second temperature Th higher than the first temperature Tc. Each of the voltage levels VL1 to VLn may be lower than the voltage level VL0.
도 5에 도시된 바와 같이, 후단의 증폭 회로(AMPk)(k는 2 이상 n 이하의 자연수)에서 제공되는 출력 전압(VOk)의 전압 범위(VRk)는 전단의 증폭 회로(AMPk-1)에서 제공되는 출력 전압(VOk-1)의 전압 범위(VRk-1)보다 넓을 수 있다. 즉 제1 출력 전압(VO1)의 전압 범위(VR1=VL0~VL1)는 제2 출력 전압(VO2)의 전압 범위(VR2=VL0~VL2)보다 좁을 수 있고, 제2 출력 전압(VO2)의 전압 범위(VR2=VL0~VL2)는 제3 출력 전압(VO3)의 전압 범위(VR3=VL0~VL3)보다 좁을 수 있고, 이와 같은 방식으로 제n 출력 전압(VOn)의 전압 범위(VRn=VL0~VLn)가 가장 넓을 수 있다.As shown in Fig. 5, the voltage range VRk of the output voltage VOk provided from the amplifying circuit AMPk of the rear stage (k is a natural number greater than or equal to 2 and less than or equal to n) is the amplification circuit AMPk-1 of the preceding stage. It may be wider than the voltage range VRk-1 of the provided output voltage VOk-1. That is, the voltage range VR1 = VL0 to VL1 of the first output voltage VO1 may be narrower than the voltage range VR2 = VL0 to VL2 of the second output voltage VO2, and the voltage of the second output voltage VO2 The range VR2=VL0~VL2 may be narrower than the voltage range VR3=VL0~VL3 of the third output voltage VO3, and in this way, the voltage range VRn=VL0~ of the nth output voltage VOn VLn) may be the widest.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 가변 전압 발생 회로(100)는, 온도에 따른 전압 오프셋을 갖는 복수의 증폭 회로들(AMP1~AMPn)을 이용한 복수의 피드백 동작을 통하여 동작 온도의 범위에 대한 출력 전압의 범위를 확장하고 선형성을 향상시킬 수 있다.As described above, the variable
도 6은 도 1의 가변 전압 발생 회로에 포함되는 제1 증폭 회로의 일 실시예를 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating an embodiment of a first amplifying circuit included in the variable voltage generating circuit of FIG. 1 .
도 6을 참조하면, 제1 증폭 회로(AMP1)는 제1 차동 차이 증폭기(DDA1)(differential difference amplifier)(110) 및 제1 출력 회로(115)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the first amplifier circuit AMP1 may include a first differential difference amplifier (DDA1) 110 and a
제1 차동 차이 증폭기(110)는 기준 전압(VREF), 제1 피드백 전압(VFB1), 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)에 기초하여 제1 증폭 전압(VA1)을 제공할 수 있다. 제1 차동 차이 증폭기(110)는 제1 입력 단자(IN1)로 온도-변동 전압(VNTC)을 수신하고, 제2 입력 단자(IN2)로 온도-고정 전압(VZTC)을 수신하고, 제3 입력 단자(IN3)로 기준 전압(VREF)을 수신하고, 제4 입력 단자(IN4)로 제1 피드백 전압(VFB1)을 수신할 수 있다. 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)을 수신하는 제1 입력 단자(IN1) 및 제2 입력 단자(IN2)가 하나의 차동 입력 단자 쌍을 이루고, 기준 전압(VREF) 및 제1 피드백 전압(VFB1)을 수신하는 제3 입력 단자(IN3) 및 제4 입력 단자(IN4)가 다른 하나의 차동 입력 단자 쌍을 이룰 수 있다. The first
이와 같은 두 개의 차동 입력 단자 쌍들을 이용하여, 수학식 1에 표현된 바와 같이, 제1 증폭 회로(AMP1)는 온도-변동 전압(VNTC)에 기초하여 기준 전압(VREF)과 제1 피드백 전압(VFB1)의 차이에 상응하는 제1 전압 오프셋(OFF1)을 발생시킬 수 있다.
Using these two differential input terminal pairs, as expressed in
제1 출력 회로(115)는 제1 증폭 전압(VA1)에 기초하여 제1 출력 전압(VO1) 및 제1 출력 전압(VO1)에 비례하는 제1 피드백 전압(VFB1)을 제공할 수 있다. 제1 출력 회로(115)는 전원 전압(VDD)과 출력 노드(NO) 사이에 연결된 출력 증폭 트랜지스터(TO) 및 출력 노드(NO)와 접지 전압(VSS) 사이에 직렬로 연결된 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 포함할 수 있다. 제1 출력 전압(VO1)은 출력 노드(NO)를 통하여 제공되고, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 이용하여 제1 출력 전압(VO1)을 분배함으로써 수학식 2에 표현된 바와 같은 제1 피드백 전압(VFB1)이 제공될 수 있다.
The
기준 전압(VREF)은 동작 온도에 관계없이 고정된 전압 레벨을 가질 수 있다. 이 경우 수학식 1에서 동작 온도의 변화에 따른 제1 피드백 전압(VFB1)의 변화량은 제1 전압 오프셋(OFF1)의 변화량에 상응한다. 한편, 제1 피드백 전압(VFB1)과 제1 출력 전압(VO1)은 수학식 2에 표현된 바와 같이 서로 비례할 수 있고, 결과적으로 제1 출력 전압(VO1)의 제1 전압 범위(VR1)는 제1 전압 오프셋(OFF1)에 비례할 수 있다.The reference voltage VREF may have a fixed voltage level regardless of the operating temperature. In this case, in
도 7은 도 1의 가변 전압 발생 회로에 포함되는 제2 증폭 회로의 일 실시예를 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating an embodiment of a second amplification circuit included in the variable voltage generator circuit of FIG. 1 .
도 7을 참조하면, 제2 증폭 회로(AMP2)는 제2 차동 차이 증폭기(DDA2)(120) 및 제2 출력 회로(125)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the second amplifier circuit AMP2 may include a second
제2 차동 차이 증폭기(120)는 제1 피드백 전압(VFB1), 제2 피드백 전압(VFB2), 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)에 기초하여 제2 증폭 전압(VA2)을 제공할 수 있다. 제2 차동 차이 증폭기(120)는 제1 입력 단자(IN1)로 온도-변동 전압(VNTC)을 수신하고, 제2 입력 단자(IN2)로 온도-고정 전압(VZTC)을 수신하고, 제3 입력 단자(IN3)로 제1 피드백 전압(VFB1)을 수신하고, 제4 입력 단자(IN4)로 제2 피드백 전압(VFB2)을 수신할 수 있다. 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)을 수신하는 제1 입력 단자(IN1) 및 제2 입력 단자(IN2)가 하나의 차동 입력 단자 쌍을 이루고, 제1 피드백 전압(VFB1) 및 제2 피드백 전압(VFB2)을 수신하는 제3 입력 단자(IN3) 및 제4 입력 단자(IN4)가 다른 하나의 차동 입력 단자 쌍을 이룰 수 있다. 도 6의 제1 증폭 회로(AMP1)에 포함되는 제1 차동 차이 증폭기(110)가 기준 전압(VREF)을 제3 단자(IN3)로 수신하는 반면에, 도 7의 제2 증폭 회로(AMP2)에 포함되는 제2 차동 차이 증폭기(120)는 제1 증폭 회로(AMP1)로부터 제공되는 제1 피드백 전압(VFB1)을 제3 단자(IN3)로 수신한다.The second
이와 같은 두 개의 차동 입력 단자 쌍들을 이용하여, 수학식 3에 표현된 바와 같이, 제2 증폭 회로(AMP2)는 온도-변동 전압(VNTC)에 기초하여 제1 피드백 전압(VFB1)과 제2 피드백 전압(VFB2)의 차이에 상응하는 제2 전압 오프셋(OFF2)을 발생시킬 수 있다.
Using these two differential input terminal pairs, as expressed in
제2 출력 회로(125)는 제2 증폭 전압(VA2)에 기초하여 제2 출력 전압(VO2) 및 제2 출력 전압(VO2)에 비례하는 제2 피드백 전압(VFB2)을 제공할 수 있다. 제2 출력 회로(125)는 전원 전압(VDD)과 출력 노드(NO) 사이에 연결된 출력 증폭 트랜지스터(TO) 및 출력 노드(NO)와 접지 전압(VSS) 사이에 직렬로 연결된 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 포함할 수 있다. 제2 출력 전압(VO2)은 출력 노드(NO)를 통하여 제공되고, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 이용하여 제2 출력 전압(VO2)을 분배함으로써 수학식 2에 표현된 바와 같은 제2 피드백 전압(VFB1)이 제공될 수 있다.
The
기준 전압(VREF)은 동작 온도에 관계없이 고정된 전압 레벨을 가질 수 있다. 이 경우 수학식 3에서 동작 온도의 변화에 따른 제2 피드백 전압(VFB2)의 변화량은 제1 전압 오프셋(OFF1)과 제2 전압 오프셋(OFF2)의 합의 변화량에 상응한다. 한편, 제2 피드백 전압(VFB2)과 제2 출력 전압(VO2)은 수학식 4에 표현된 바와 같이 서로 비례할 수 있고, 결과적으로 제2 출력 전압(VO2)의 제2 전압 범위(VR2)는 제1 전압 오프셋(OFF1)과 제2 전압 오프셋(OFF2)의 합에 비례할 수 있다.The reference voltage VREF may have a fixed voltage level regardless of the operating temperature. In this case, in
한편, 제1 증폭 회로(AMP1)와 제2 증폭 회로(AMP2)는 동일한 구성을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 전압 오프셋(OFF1)과 제2 전압 오프셋(OFF2)은 동일할 수 있고, 수학식 3은 수학식 5로 표현될 수 있다.
Meanwhile, the first amplification circuit AMP1 and the second amplification circuit AMP2 may have the same configuration. In this case, the first voltage offset OFF1 and the second voltage offset OFF2 may be the same, and
수학식 1 및 수학식 5를 참조하면, 제1 증폭 회로(AMP1)와 제2 증폭 회로(AMP2)가 동일한 구성을 갖는 경우, 제2 출력 전압(VO2)의 제2 전압 범위(VR2) 제1 출력 전압(VO1)의 제1 전압 범위(VR1)의 두 배가 됨을 알 수 있다.Referring to
도 8은 도 1의 가변 전압 발생 회로에 포함되는 제3 증폭 회로의 일 실시예를 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating an embodiment of a third amplification circuit included in the variable voltage generator circuit of FIG. 1 .
도 8을 참조하면, 제3 증폭 회로(AMP3)는 제3 차동 차이 증폭기(DDA2)(130) 및 제3 출력 회로(135)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the third amplifier circuit AMP3 may include a third
제3 차동 차이 증폭기(130)는 제2 피드백 전압(VFB2), 제3 피드백 전압(VFB3), 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)에 기초하여 제3 증폭 전압(VA3)을 제공할 수 있다. 제3 차동 차이 증폭기(130)는 제1 입력 단자(IN1)로 온도-변동 전압(VNTC)을 수신하고, 제2 입력 단자(IN2)로 온도-고정 전압(VZTC)을 수신하고, 제3 입력 단자(IN3)로 제2 피드백 전압(VFB2)을 수신하고, 제4 입력 단자(IN4)로 제3 피드백 전압(VFB3)을 수신할 수 있다. 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)을 수신하는 제1 입력 단자(IN1) 및 제2 입력 단자(IN2)가 하나의 차동 입력 단자 쌍을 이루고, 제2 피드백 전압(VFB2) 및 제3 피드백 전압(VFB3)을 수신하는 제3 입력 단자(IN3) 및 제4 입력 단자(IN4)가 다른 하나의 차동 입력 단자 쌍을 이룰 수 있다. 도 7의 제2 증폭 회로(AMP2)에 포함되는 제2 차동 차이 증폭기(120)가 제1 피드백 전압(VFB1)을 제3 단자(IN3)로 수신하는 반면에, 도 8의 제3 증폭 회로(AMP3)에 포함되는 제3 차동 차이 증폭기(130)는 제2 증폭 회로(AMP2)로부터 제공되는 제2 피드백 전압(VFB2)을 제3 단자(IN3)로 수신한다.The third
이와 같은 두 개의 차동 입력 단자 쌍들을 이용하여, 수학식 6에 표현된 바와 같이, 제3 증폭 회로(AMP3)는 온도-변동 전압(VNTC)에 기초하여 제2 피드백 전압(VFB2)과 제3 피드백 전압(VFB3)의 차이에 상응하는 제3 전압 오프셋(OFF3)을 발생시킬 수 있다.
Using these two differential input terminal pairs, as expressed in Equation 6, the third amplifying circuit AMP3 provides a second feedback voltage VFB2 and a third feedback based on the temperature-varying voltage VNTC. A third voltage offset OFF3 corresponding to the difference in voltage VFB3 may be generated.
제3 출력 회로(135)는 제3 증폭 전압(VA3)에 기초하여 제3 출력 전압(VO3) 및 제2 출력 전압(VO3)에 비례하는 제3 피드백 전압(VFB3)을 제공할 수 있다. 제3 출력 회로(135)는 전원 전압(VDD)과 출력 노드(NO) 사이에 연결된 출력 증폭 트랜지스터(TO) 및 출력 노드(NO)와 접지 전압(VSS) 사이에 직렬로 연결된 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 포함할 수 있다. 제3 출력 전압(VO2)은 출력 노드(NO)를 통하여 제공되고, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 이용하여 제3 출력 전압(VO3)을 분배함으로써 수학식 7에 표현된 바와 같은 제3 피드백 전압(VFB1)이 제공될 수 있다.
The
기준 전압(VREF)은 동작 온도에 관계없이 고정된 전압 레벨을 가질 수 있다. 이 경우 수학식 6에서 동작 온도의 변화에 따른 제3 피드백 전압(VFB3)의 변화량은 제1 전압 오프셋(OFF1), 제2 전압 오프셋(OFF2)과 제3 전압 오프셋(OFF3)의 합의 변화량에 상응한다. 한편, 제3 피드백 전압(VFB3)과 제3 출력 전압(VO3)은 수학식 7에 표현된 바와 같이 서로 비례할 수 있고, 결과적으로 제3 출력 전압(VO3)의 제3 전압 범위(VR3)는 제1 전압 오프셋(OFF1), 제2 전압 오프셋(OFF2)과 제3 전압 오프셋(OFF3)의 합에 비례할 수 있다.The reference voltage VREF may have a fixed voltage level regardless of the operating temperature. In this case, in Equation 6, the change amount of the third feedback voltage VFB3 according to the change of the operating temperature corresponds to the change amount of the sum of the first voltage offset OFF1, the second voltage offset OFF2, and the third voltage offset OFF3 do. Meanwhile, the third feedback voltage VFB3 and the third output voltage VO3 may be proportional to each other as expressed in Equation 7, and as a result, the third voltage range VR3 of the third output voltage VO3 is It may be proportional to the sum of the first voltage offset OFF1 , the second voltage offset OFF2 , and the third voltage offset OFF3 .
한편, 제1 증폭 회로(AMP1), 제2 증폭 회로(AMP2) 및 제3 증폭 회로(AMP3)는 동일한 구성을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 전압 오프셋(OFF1), 제2 전압 오프셋(OFF2)과 제3 전압 오프셋(OFF3)은 동일할 수 있고, 수학식 6은 수학식 8로 표현될 수 있다.
Meanwhile, the first amplification circuit AMP1 , the second amplification circuit AMP2 , and the third amplification circuit AMP3 may have the same configuration. In this case, the first voltage offset OFF1 , the second voltage offset OFF2 , and the third voltage offset OFF3 may be the same, and Equation 6 may be expressed as Equation 8 .
수학식 1 및 수학식 8을 참조하면, 제1 증폭 회로(AMP1), 제2 증폭 회로(AMP2)와 제3 증폭 회로(AMP3)가 동일한 구성을 갖는 경우, 제3 출력 전압(VO3)의 제3 전압 범위(VR3)는 제1 출력 전압(VO1)의 제1 전압 범위(VR1)의 세 배가 됨을 알 수 있다.Referring to
이상, 세 개의 증폭 회로들을 이용하여 동작 온도의 변화에 따른 전압 범위가 순차적으로 확장되는 실시예를 설명하였으나, 해당 기술 분야의 당업자는 임의의 개수의 증폭 회로들을 이용하여 상기 전압 범위를 더욱 확장할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the above, an embodiment in which the voltage range according to the change in operating temperature is sequentially extended using three amplification circuits has been described. However, those skilled in the art can further extend the voltage range using any number of amplification circuits. You will understand that you can.
도 9는 도 6의 제1 증폭 회로에 포함되는 제1 차동 차이 증폭기의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 도 10은 온도 계수에 따른 도 9의 제1 차동 차이 증폭기의 제1 출력 전압의 제어를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 온도 계수에 따른 도 9의 제1 차동 차이 증폭기에 포함되는 제2 전류원의 테일 전류를 나타내는 도면이다.9 is a diagram illustrating an embodiment of a first differential difference amplifier included in the first amplifier circuit of FIG. 6 . FIG. 10 is a diagram for explaining control of a first output voltage of the first differential amplifier of FIG. 9 according to a temperature coefficient, and FIG. 11 is a second current source included in the first differential amplifier of FIG. 9 according to a temperature coefficient. A diagram showing the tail current of
도 9를 참조하면, 제1 차동 차이 증폭기(110)는, 전류 미러(111), 제1 입력 트랜지스터 쌍(112), 제2 입력 트랜지스터 쌍(113), 제1 전류원(CS11) 및 제2 전류원(CS12)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전류 미러(111)는 피모스(PMOS, P-type metal oxide semiconductor) 트랜지스터들(MP11, MP12)을 포함할 수 있고, 제1 입력 트랜지스터 쌍(112) 및 제2 입력 트랜지스터 쌍(113)은 엔모스(NMOS, N-type metal oxide semiconductor) 트랜지스터들(MN11, MN12, MN13, MN14)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9 , the first
전류 미러(111)는 제1 증폭 전압(VA1)을 발생하는 출력 노드 쌍(N1, N2)에 결합될 수 있다. 제1 입력 트랜지스터 쌍(112)은 출력 노드 쌍(N1, N2)에 결합되고 기준 전압(VREF) 및 제1 피드백 전압(VFB1)을 수신할 수 있다. 제2 입력 트랜지스터 쌍(113)은 출력 노드 쌍(N1, N2)에 결합되고 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)을 수신할 수 있다. 제1 전류원(CS11)은 제1 입력 트랜지스터 쌍(112)에 결합되어 제1 입력 트랜지스터 쌍(112)에 테일 전류(tail current) 또는 바이어스 전류를 제공할 수 있고, 제2 전류원(CS12)은 제2 입력 트랜지스터 쌍(113)에 결합되어 제2 입력 트랜지스터 쌍(113)에 테일 전류를 제공할 수 있다.The
제1 전류원(CS11)은 바이어스 신호(VBS)에 응답하여 제1 입력 트랜지스터 쌍(112)에 테일 전류를 공급할 수 있다. 제2 전류원(CS12)은 온도 계수 신호(TC)에 응답하여 제2 입력 트랜지스터 쌍(113)에 공급되는 테일 전류를 조절함으로써 제1 출력 전압(VO1) 제1 전압 범위(VR1)를 조절할 수 있다. 이 경우, 수학식 1은 수학식 9와 같이 표현될 수 있다.
The first current source CS11 may supply a tail current to the first
수학식 9에서 상수 K는 온도 계수 신호(TC)의 제어 값에 비례하는 상수이다. 예를 들어, 제2 전류원(CS12)은 상수 K가 증가할수록 테일 전류가 증가시키는 구조를 가질 수 있고, 이 경우, 온도 계수 신호(TC)의 제어 값이 증가할수록 제1 출력 전압(VO1)의 제1 전압 범위(VR1)가 증가할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 온도 계수 신호(TC)가 중간 제어 값(TCi)을 가질 때 온도 범위(Tc~Th)에 대한 제1 출력 전압(VO1)의 전압 범위(VR1)는 VL0~VLi로서 상대적으로 작고, 온도 계수 신호(TC)가 최대 제어 값(TCm)을 가질 때 온도 범위(Tc~Th)에 대한 제1 출력 전압(VO1)의 전압 범위(VR1)는 VL0~VLm로서 최대가 될 수 있다. 이와 같이, 온도 계수 신호(TC)의 제어 값을 증가하여 제2 전류원(CS12)의 테일 전류를 증가시킴으로써 제1 출력 전압(VO1)의 전압 범위(VR1)를 증가시킬 수 있다.In Equation 9, the constant K is a constant proportional to the control value of the temperature coefficient signal TC. For example, the second current source CS12 may have a structure in which the tail current increases as the constant K increases. In this case, as the control value of the temperature coefficient signal TC increases, the first output voltage VO1 The first voltage range VR1 may increase. 10 , when the temperature coefficient signal TC has the intermediate control value TCi, the voltage range VR1 of the first output voltage VO1 for the temperature range Tc to Th is VL0 to VLi is relatively small, and when the temperature coefficient signal TC has the maximum control value TCm, the voltage range VR1 of the first output voltage VO1 for the temperature range Tc to Th has a maximum as VL0 to VLm. can be As described above, the voltage range VR1 of the first output voltage VO1 may be increased by increasing the control value of the temperature coefficient signal TC to increase the tail current of the second current source CS12 .
그러나, 제2 전류원(CS12)의 테일 전류를 증가시켜서 제1 출력 전압(VO1)의 제1 전압 범위(VR1)를 증가시키는 것은 일정한 한계가 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 온도 계수 신호(TC)를 증가형 테일 전류를 단조 증가시킬 때, 온도 계수 신호(TC)가 일정한 제어 값(TC1)을 넘을 때 선형성이 깨지는 문제가 발생한다.However, increasing the first voltage range VR1 of the first output voltage VO1 by increasing the tail current of the second current source CS12 has a certain limit. As illustrated in FIG. 11 , when the temperature coefficient signal TC monotonically increases the increasing tail current, when the temperature coefficient signal TC exceeds a constant control value TC1 , a problem occurs in that the linearity is broken.
본 발명의 실시예들에 따라서, 복수의 증폭 회로들을 이용한 복수의 피드백 동작을 통하여 동작 온도의 범위에 대한 출력 전압의 범위를 확장하고 선형성을 향상시킬 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to extend the range of the output voltage with respect to the operating temperature range and improve the linearity through a plurality of feedback operations using a plurality of amplification circuits.
도 12는 도 7의 제2 증폭 회로에 포함되는 제2 차동 차이 증폭기의 일 실시예를 나타내는 도면이다.12 is a diagram illustrating an embodiment of a second differential amplifier included in the second amplifier circuit of FIG. 7 .
도 12를 참조하면, 제2 차동 차이 증폭기(120)는, 전류 미러(121), 제1 입력 트랜지스터 쌍(122), 제2 입력 트랜지스터 쌍(123), 제1 전류원(CS21) 및 제2 전류원(CS22)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전류 미러(121)는 피모스(PMOS, P-type metal oxide semiconductor) 트랜지스터들(MP21, MP22)을 포함할 수 있고, 제1 입력 트랜지스터 쌍(122) 및 제2 입력 트랜지스터 쌍(123)은 엔모스(NMOS, N-type metal oxide semiconductor) 트랜지스터들(MN21, MN22, MN23, MN24)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12 , the second
전류 미러(121)는 제2 증폭 전압(VA2)을 발생하는 출력 노드 쌍(N1, N2)에 결합될 수 있다. 제1 입력 트랜지스터 쌍(122)은 출력 노드 쌍(N1, N2)에 결합되고 제1 피드백 전압(VFB1) 및 제2 피드백 전압(VFB2)을 수신할 수 있다. 제2 입력 트랜지스터 쌍(123)은 출력 노드 쌍(N1, N2)에 결합되고 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)을 수신할 수 있다. 도 9의 제1 차동 차이 증폭기(110)의 제1 입력 트랜지스터 쌍(112)은 기준 전압(VREF) 및 제1 피드백 전압(VFB1)을 수신하여 차동 증폭을 수행하는 반면에, 도 12의 제2 차동 차이 증폭기(120)의 제1 입력 트랜지스터 쌍(122)은 제1 피드백 전압(VFB1) 및 제2 피드백 전압(VFB2)을 수신하여 차동 증폭을 수행한다. 이와 같은, 연속적인 피드백 동작을 통하여 제2 차동 차이 증폭기(120)를 포함하는 제2 증폭 회로(AMP2)는 제1 출력 전압(VO1)의 제1 전압 범위(VR1)보다 확장된 제2 전압 범위(VR2)을 갖는 제2 출력 전압(VO2)을 발생할 수 있다.The
제1 전류원(CS21)은 제1 입력 트랜지스터 쌍(122)에 결합되어 제1 입력 트랜지스터 쌍(122)에 테일 전류를 제공할 수 있고, 제2 전류원(CS22)은 제2 입력 트랜지스터 쌍(123)에 결합되어 제2 입력 트랜지스터 쌍(123)에 테일 전류를 제공할 수 있다.The first current source CS21 may be coupled to the first
제1 전류원(CS21)은 바이어스 신호(VBS)에 응답하여 제1 입력 트랜지스터 쌍(122)에 테일 전류를 공급할 수 있다. 도 10을 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 전류원(CS22)은 온도 계수 신호(TC)에 응답하여 제2 입력 트랜지스터 쌍(123)에 공급되는 테일 전류를 조절함으로써 제2 출력 전압(VO2)의 제2 전압 범위(VR2)를 조절할 수 있다.The first current source CS21 may supply a tail current to the first
도 13은 도 8의 제3 증폭 회로에 포함되는 제3 차동 차이 증폭기의 일 실시예를 나타내는 도면이다.13 is a diagram illustrating an embodiment of a third differential difference amplifier included in the third amplifier circuit of FIG. 8 .
도 13을 참조하면, 제3 차동 차이 증폭기(130)는, 전류 미러(131), 제1 입력 트랜지스터 쌍(132), 제2 입력 트랜지스터 쌍(133), 제1 전류원(CS31) 및 제2 전류원(CS32)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전류 미러(131)는 피모스(PMOS, P-type metal oxide semiconductor) 트랜지스터들(MP31, MP32)을 포함할 수 있고, 제1 입력 트랜지스터 쌍(132) 및 제2 입력 트랜지스터 쌍(133)은 엔모스(NMOS, N-type metal oxide semiconductor) 트랜지스터들(MN31, MN32, MN33, MN34)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13 , the third
전류 미러(131)는 제3 증폭 전압(VA3)을 발생하는 출력 노드 쌍(N1, N2)에 결합될 수 있다. 제1 입력 트랜지스터 쌍(132)은 출력 노드 쌍(N1, N2)에 결합되고 제2 피드백 전압(VFB2) 및 제3 피드백 전압(VFB3)을 수신할 수 있다. 제2 입력 트랜지스터 쌍(133)은 출력 노드 쌍(N1, N2)에 결합되고 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)을 수신할 수 있다. 도 12의 제2 차동 차이 증폭기(120)의 제1 입력 트랜지스터 쌍(122)은 제1 피드백 전압(VFB1) 및 제2 피드백 전압(VFB2)을 수신하여 차동 증폭을 수행하는 반면에, 도 13의 제3 차동 차이 증폭기(130)의 제1 입력 트랜지스터 쌍(132)은 제2 피드백 전압(VFB2) 및 제3 피드백 전압(VFB3)을 수신하여 차동 증폭을 수행한다. 이와 같은, 연속적인 피드백 동작을 통하여 제3 차동 차이 증폭기(130)를 포함하는 제3 증폭 회로(AMP3)는 제2 출력 전압(VO2)의 제2 전압 범위(VR2)보다 확장된 제3 전압 범위(VR3)를 갖는 제3 출력 전압(VO3)을 발생할 수 있다.The
제1 전류원(CS31)은 제1 입력 트랜지스터 쌍(132)에 결합되어 제1 입력 트랜지스터 쌍(132)에 테일 전류를 제공할 수 있고, 제2 전류원(CS32)은 제2 입력 트랜지스터 쌍(133)에 결합되어 제2 입력 트랜지스터 쌍(133)에 테일 전류를 제공할 수 있다.The first current source CS31 may be coupled to the first
제1 전류원(CS31)은 바이어스 신호(VBS)에 응답하여 제1 입력 트랜지스터 쌍(122)에 테일 전류를 공급할 수 있다. 도 10을 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 전류원(CS32)은 온도 계수 신호(TC)에 응답하여 제2 입력 트랜지스터 쌍(133)에 공급되는 테일 전류를 조절함으로써 제3 출력 전압(VO3)의 제3 전압 범위(VR3)를 조절할 수 있다.The first current source CS31 may supply a tail current to the first
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 가변 전압 발생 회로를 나타내는 블록도이다.14 is a block diagram illustrating a variable voltage generating circuit according to embodiments of the present invention.
도 14를 참조하면, 가변 전압 발생 회로(100)는 제1 내지 제n 증폭 회로들(AMP1~AMPn) 및 선택기(MUX)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 14 , the variable
제1 증폭 회로(AMP1)는 기준 전압(VREF), 제1 피드백 전압(VFB1), 동작 온도에 따라 변화하는 온도-변동 전압(VNTC) 및 상기 동작 온도에 관계없이 고정된 온도-고정 전압(VZTC)에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제1 전압 범위(VR1)에서 변화하는 제1 출력 전압(VO1)을 발생한다. 제1 증폭 회로(AMP1)는 제1 출력 전압(VO1)에 기초하여 제1 피드백 전압(VFB1)을 발생한다.The first amplifier circuit AMP1 includes a reference voltage VREF, a first feedback voltage VFB1, a temperature-varying voltage VNTC that varies according to an operating temperature, and a fixed temperature-fixed voltage VZTC regardless of the operating temperature. ), a first output voltage VO1 that changes in the first voltage range VR1 is generated according to a change in the operating temperature. The first amplifier circuit AMP1 generates a first feedback voltage VFB1 based on the first output voltage VO1 .
제k 증폭 회로(AMPk)(k는 2 이상 n 이하의 자연수)는 제k-1 피드백 전압(VFBk-1), 제k 피드백 전압(VFBk), 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제k-1 전압 범위(VRk-1)보다 큰 제k 전압 범위(VRk)에서 변화하는 제k 출력 전압(VOk)을 발생한다. 제k 증폭 회로(AMPk)는 제k 출력 전압(VOk)에 기초하여 제k 피드백 전압(VFBk)을 발생한다.The k-th amplifier circuit AMPk (k is a natural number of 2 or more and n or less) includes a k-1th feedback voltage VFBk-1, a kth feedback voltage VFBk, a temperature-variable voltage VNTC, and a temperature-fixed voltage. Based on (VZTC), a kth output voltage VOk that varies in a kth voltage range VRk greater than the k−1th voltage range VRk−1 is generated according to a change in the operating temperature. The kth amplifier circuit AMPk generates the kth feedback voltage VFBk based on the kth output voltage VOk.
다시 말해, 제2 증폭 회로(AMP2)는 제1 피드백 전압(VFB1), 제2 피드백 전압(VFB2), 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제1 전압 범위(VR1)보다 큰 제2 전압 범위(VR2)에서 변화하는 제2 출력 전압(VO2)을 발생하고, 제2 출력 전압(VO2)에 기초하여 제2 피드백 전압(VFB2)을 발생한다. 제3 증폭 회로(AMP)는 제2 피드백 전압(VFB2), 제3 피드백 전압(VFB3), 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제2 전압 범위(VR2)보다 큰 제3 전압 범위(VR3)에서 변화하는 제3 출력 전압(VO3)을 발생하고, 제3 출력 전압(VO3)에 기초하여 제3 피드백 전압(VFB3)을 발생한다. 이와 같은 방식으로, 제n 증폭 회로(AMPn)는 제n-1 피드백 전압(VFBn-1), 제n 피드백 전압(VFBn), 온도-변동 전압(VNTC) 및 온도-고정 전압(VZTC)에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제n-1 전압 범위(VRn-1)보다 큰 제n 전압 범위(VRn)에서 변화하는 제n 출력 전압(VOn)을 발생하고, 제n 출력 전압(VOn)에 기초하여 제n 피드백 전압(VFBn)을 발생한다.In other words, the second amplifying circuit AMP2 changes the operating temperature based on the first feedback voltage VFB1 , the second feedback voltage VFB2 , the temperature-variable voltage VNTC and the temperature-fixed voltage VZTC. Accordingly, the second output voltage VO2 that changes in the second voltage range VR2 greater than the first voltage range VR1 is generated, and the second feedback voltage VFB2 is generated based on the second output voltage VO2. Occurs. The third amplifying circuit AMP is configured to perform a first operation according to a change in the operating temperature based on the second feedback voltage VFB2 , the third feedback voltage VFB3 , the temperature-variable voltage VNTC and the temperature-fixed voltage VZTC. The third output voltage VO3 that is changed in the third voltage range VR3 greater than the second voltage range VR2 is generated, and the third feedback voltage VFB3 is generated based on the third output voltage VO3 . In this way, the n-th amplifier circuit AMPn is based on the n-1 th feedback voltage VFBn-1, the n th feedback voltage VFBn, the temperature-variable voltage VNTC, and the temperature-fixed voltage VZTC. to generate an n-th output voltage VOn that changes in an n-th voltage range VRn greater than an n-1 voltage range VRn-1 according to a change in the operating temperature, and Based on the n-th feedback voltage VFBn is generated.
선택기(MUX)는 선택 신호(SEL)에 응답하여 제1 내지 제n 출력 전압들 (VO1~VOn)중에서 하나를 선택하여 선택 전압(VOs)을 출력할 수 있다. 가변 전압 발생 회로(101)를 포함하는 장치 및/또는 시스템의 특성에 따라서 온도 범위에 대하여 적절한 전압 범위를 갖는 출력 전압을 선택하고, 상기 장치 및/또는 시스템의 동작 온도에 따른 동작 특성을 효율적으로 제어할 수 있다.The selector MUX may select one of the first to nth output voltages VO1 to VOn in response to the selection signal SEL and output the selection voltage VOs. An output voltage having an appropriate voltage range for a temperature range is selected according to the characteristics of the device and/or system including the variable
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 디지털 온도계를 나타내는 블록도이다.15 is a block diagram illustrating a digital thermometer according to embodiments of the present invention.
도 15를 참조하면, 디지털 온도계(300)는 온도 센서(SEN)(310), 가변 전압 발생 회로(VVGC)(330) 및 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(350)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 15 , the
온도 센서(310)는 주변의 온도에 따라 변화하는 온도-변동 전압(VNTC)을 발생할 수 있다. 일 실시예에서, 온도 센서(310)는 도 16에 도시된 바와 같은 가변 전압 발생 회로(330)와 함께 집적되는 온-칩 센서일 수 있다. 다른 실시예에서, 온도 센서(310)는 가변 전압 발생 회로(330)와 독립적으로 형성되는 별개의 온도 센서 칩일 수 있다.The
가변 전압 발생 회로(330)는 본 발명의 실시예들에 따라서 복수의 증폭 회로들을 포함한다. 전술한 바와 같이, 가변 전압 발생 회로(330)는 복수의 증폭 회로들을 이용한 복수의 피드백 동작을 통하여 동작 온도의 범위에 대하여 확장된 출력 전압의 범위 및 개선된 선형성을 갖는 출력 전압(VOn)을 제공할 수 있다.The variable
아날로그-디지털 컨버터(350)는 가변 전압 발생 회로(330)의 출력 전압(VOn)을 상기 주변 온도를 나타내는 디지털 신호(DGT)로 변환할 수 있다. 아날로그-디지털 컨버터(350)의 구성은 다양하게 구현될 수 있으며, 디지털 신호(DGT)는 복수의 비트들을 포함할 수 있다.The analog-to-
본 발명의 실시예들에 따른 디지털 온도계(300)는 확장된 전압 범위 및 개선된 선형성을 갖는 출력 전압(VOn)을 이용하여 더욱 정밀하게 주변 온도를 측정할 수 있다.The
도 16은 도 15의 디지털 온도계에 포함되는 온도 센서의 일 예를 나타내는 회로도이다.16 is a circuit diagram illustrating an example of a temperature sensor included in the digital thermometer of FIG. 15 .
온도 센서(310))는 도 16에 도시된 바와 같이 결합된 제1 및 제2 피모스 트랜지스터들(M1, M2), 피드백 증폭기(AMP), 저항(R) 및 제1 및 제2 바이폴라 트랜지스터들(B1, B2)을 포함하여 구현될 수 있다. 저항(R)의 양단에 걸리는 전압(dVBE)은 다음의 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.
The
수학식 10에서 Is1 및 Is2는 각각 제1 및 제2 바이폴라 트랜지스터들(B1, B2)의 역방향 포화 전류(reverse saturation current)이고, Ic1 및 Ic2는 각각 제1 및 제2 바이폴라 트랜지스터들(B1, B2)에 흐르는 전류이며, n은 제1 및 제2 바이폴라 트랜지스터들(B1, B2)의 이득비(gain ratio)이고, VT는 온도 전압(temperature voltage)으로서 절대온도에 비례한다. 수학식 10에서 Ln(n)은 상수이므로 저항(R)의 양단에 걸리는 전압 dVBE 및 저항(R)에 흐르는 전류 I2는 온도 변화에 대해서 비례하는 특성을 갖는다. 이와 같이 온도에 비례하는 전압 dVBE에 기초하여 온도 센서(310)는 온도-변동 전압(VNTC)을 제공할 수 있다.In Equation 10, Is1 and Is2 are reverse saturation currents of the first and second bipolar transistors B1 and B2, respectively, and Ic1 and Ic2 are the first and second bipolar transistors B1 and B2, respectively. ), n is a gain ratio of the first and second bipolar transistors B1 and B2, and VT is a temperature voltage and is proportional to the absolute temperature. In Equation 10, since Ln(n) is a constant, the voltage dVBE applied to both ends of the resistor R and the current I2 flowing through the resistor R have characteristics proportional to the temperature change. As such, the
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 클록 발생기를 나타내는 블록도이다.17 is a block diagram illustrating a clock generator according to embodiments of the present invention.
도 17을 참조하면, 클록 발생기(500)는 온도 센서(SEN)(510), 가변 전압 발생 회로(VVGC) 및 전압 제어 발진기(VCO)(550)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 17 , the
온도 센서(510)는 주변의 온도에 따라 변화하는 온도-변동 전압(VNTC)을 발생할 수 있다. 일 실시예에서, 온도 센서(510)는 도 16에 도시된 바와 같은 가변 전압 발생 회로(530)와 함께 집적되는 온-칩 센서일 수 있다. 다른 실시예에서, 온도 센서(510)는 가변 전압 발생 회로(530)와 독립적으로 형성되는 별개의 온도 센서 칩일 수 있다.The
가변 전압 발생 회로(530)는 본 발명의 실시예들에 따라서 복수의 증폭 회로들을 포함한다. 전술한 바와 같이, 가변 전압 발생 회로(530)는 복수의 증폭 회로들을 이용한 복수의 피드백 동작을 통하여 동작 온도의 범위에 대하여 확장된 출력 전압의 범위 및 개선된 선형성을 갖는 출력 전압(VOn)을 제공할 수 있다.The variable
전압 제어 발진기(550)는 가변 전압 발생 회로(530)의 출력 전압(VOn)에 기초하여 온도에 따라 변화하는 주파수를 갖는 클록 신호(CK)를 발생할 수 있다.The voltage controlled
본 발명의 실시예들에 따른 클록 발생기(500)는 확장된 전압 범위 및 개선된 선형성을 갖는 출력 전압(VOn)을 이용하여 주변 온도에 따라서 클록 신호(CK)의 주파수를 더욱 정밀하게 제어할 수 있다.The
도 18은 도 17의 클록 발생기에 포함되는 전압 제어 발진기의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 19는 도 18의 전압 제어 발진기에 포함되는 인버터의 일 예를 나타내는 도면이다.18 is a diagram illustrating an example of a voltage-controlled oscillator included in the clock generator of FIG. 17 , and FIG. 19 is a diagram illustrating an example of an inverter included in the voltage-controlled oscillator of FIG. 18 .
일 실시예에서 전압 제어 발진기(550)는 도 18에 도시된 바와 같이 링 발진기를 포함하여 구현될 수 있다. 링 발진기는 케스케이드 결합된(cascaded) 낸드 로직 게이트(551) 및 복수의 인버터들(552, 553, 554, 555)을 포함할 수 있다. 마지막 인버터(555)의 출력은 낸드 로직 게이트(551)로 피드백되고 링 발진기는 낸드 로직 게이트(551)에 인가되는 센싱 인에이블 신호(ENS)에 응답하여 인에이블될 수 있다.In an embodiment, the voltage controlled
낸드 로직 게이트(551) 및 인버터들(552, 553, 554, 555)은 동작 온도에 따른 동작 속도를 가지며 따라서 클록 신호(CK)의 주파수는 동작 온도에 따라 가변될 수 있다.The
도 19를 참조하면, 인버터(552a)는 전원 전압(VDD)과 접지 전압(VSS) 사이에 케스코드 결합된(cascoded) 제1 피모스 트랜지스터(MP1), 제1 엔모스 트랜지스터(MN1) 및 제2 엔모스 트랜지스터(MN2)를 포함할 수 있다. 제1 피모스 트랜지스터(MP1)와 제1 엔모스 트랜지스터(MN1)의 게이트에는 전단의 신호(IN)가 인가되고 반전된 신호(OUT)를 후단으로 출력한다. 제2 엔모스 트랜지스터(MN2)의 게이트에는 온도에 따라 변화하는 가변 전압 발생 회로(530)의 출력 전압(VOn)이 인가된다, 예를 들어, 온도가 증가할수록 가변 전압 발생 회로(530)의 출력 전압(VOn)의 전압 레벨이 증가하여 제2 엔모스 트랜지스터(MN2)를 통하여 흐르는 싱킹 전류(sinking current)가 증가하여 인버터(552a)의 동작 속도가 빨라진다. 결과적으로 전압 제어 발진기(550)에서 출력되는 클록 신호(CK)의 주파수는 온도에 비례하여 증가할 수 있다.Referring to FIG. 19 , the
이상, 도 15 내지 19를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 가변 전압 발생 회로를 이용한 디지털 온도계(300) 및 클록 발생기(500)를 설명하였다. 디지털 온도계(300) 및 클록 발생기(500)의 구성은 도 15 내지 19에 도시된 구성에 한정되지 않으며 다양하게 변형될 수 있다. 또한 본 발명의 실시예들에 따른 가변 전압 발생 회로는 디지털 온도계, 클록 발생기뿐만 아니라, 온도 변화에 대하여 변화하는 전압 레벨을 갖는 전압을 이용할 수 있는 임의의 장치 및/또는 시스템에 적용될 수 있다.Above, the
도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치를 나타내는 블록도이다.20 is a block diagram illustrating a memory device according to embodiments of the present invention.
도 20을 참조하면, 비휘발성 메모리 장치(900)는 메모리 셀 어레이(910), 페이지 버퍼 회로(920), 로우 디코더(930), 전압 발생기(940), 입출력 버퍼 회로(960), 및 제어 회로(950)를 포함한다. 일 실시예에서, 메모리 장치(900)는 플래시 메모리 장치일 수 있다. 다른 실시예에서, 메모리 장치(900)는 PRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistance Random Access Memory), MRAM(Magneto-resistive Random Access Memory), FRAM(Ferroelectric random access memory) 등과 같은 임의의 비휘발성 메모리 장치일 수 있다. 또 다른 실시예에서 메모리 장치(800) DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory) 등과 같은 휘발성 메모리 장치일 수 있다.Referring to FIG. 20 , the
메모리 셀 어레이(910)는 복수의 워드 라인들 및 복수의 비트 라인들에 각각 연결되는 복수의 메모리 셀들을 포함한다. 도 21 내지 도 24를 참조하여 후술하는 바와 같이, 상기 복수의 메모리 셀들은 NAND 플래시 메모리 셀, NOR 플래시 메모리 셀 또는 저항성 메모리 셀일 수 있으며, 2차원 어레이(array) 구조 또는 3차원 수직 어레이 구조로 배열될 수 있다.The
일 실시예에서, 상기 복수의 메모리 셀들은 각각 하나의 데이터 비트를 저장하는 싱글 레벨 셀(Single Level Cell; SLC)들 또는 복수의 데이터 비트들을 저장하는 멀티 레벨 셀(Multi Level Cell; MLC)들일 수 있다. In an embodiment, the plurality of memory cells may be single-level cells (SLCs) each storing one data bit or multi-level cells (MLCs) storing a plurality of data bits. there is.
각각의 멀티 레벨 셀은 2N (N은 2 이상의 자연수)개의 상태들 중 하나로 프로그램되어 N 비트 데이터를 저장할 수 있다. 멀티 레벨 셀의 경우에 기입 모드에서의 프로그램 방식은 쉐도우 프로그램 방식, 리프로그램 방식 또는 온칩 버퍼드 프로그램 방식과 같은 다양한 프로그램 방식이 적용될 수 있다.Each multi-level cell can store N-bit data by being programmed into one of 2N states (N is a natural number equal to or greater than 2). In the case of a multi-level cell, various program methods such as a shadow program method, a reprogram method, or an on-chip buffered program method may be applied as a programming method in the write mode.
페이지 버퍼 회로(920)는 상기 복수의 비트 라인들에 연결되고, 메모리 셀 어레이(910)에 프로그램될 기입 데이터를 저장하거나 혹은 메모리 셀 어레이(910)로부터 감지된 독출 데이터를 저장한다. 즉, 페이지 버퍼 회로(920)는 메모리 장치(900)의 동작 모드에 따라 기입 드라이버로서 또는 감지 증폭기로서 동작할 수 있다. 예를 들어, 페이지 버퍼 회로(920)는 기입 모드에서 기입 드라이버로서 동작하고, 독출 모드에서 감지 증폭기로서 동작할 수 있다. 입출력 버퍼 회로(960)는 외부의 메모리 콘트롤러부터 메모리 셀 어레이(910)에 기입될 데이터를 수신하고, 메모리 셀 어레이(910)로부터 독출된 데이터를 상기 메모리 콘트롤러로 전송할 수 있다.The
로우 디코더(930)는 상기 복수의 워드 라인들에 연결되고, 로우 어드레스에 응답하여 상기 복수의 워드 라인들 중 적어도 하나를 선택할 수 있다. 전압 발생기(940)는 제어 회로(1950)의 제어에 따라 프로그램 전압, 패스 전압, 검증 전압, 소거 전압 및 독출 전압과 같은 워드 라인 전압들을 생성할 수 있다. 제어 회로(950)는 메모리 셀 어레이(1910)에 대한 데이터 저장, 소거 및 독출 동작을 수행하도록 페이지 버퍼 회로(920), 로우 디코더(930), 전압 발생기(940) 및 입출력 버퍼 회로(960)를 제어할 수 있다.The
메모리 장치(900)는 가변 전압 발생 회로(VVGC)(951)를 포함한다. 도 20에는 가변 전압 발생 회로(951)가 제어 회로(951)에 포함되는 것으로 도시하였으나, 가변 전압 발생 회로(951)는 다양한 위치에 배치될 수 있다. 가변 전압 발생 회로(951)는 본 발명의 실시예들에 따라서 복수의 증폭 회로들을 포함한다. 전술한 바와 같이, 가변 전압 발생 회로(951)는 복수의 증폭 회로들을 이용한 복수의 피드백 동작을 통하여 동작 온도의 범위에 대하여 확장된 출력 전압의 범위 및 개선된 선형성을 갖는 출력 전압(VOn)을 제공할 수 있다. 이와 같은 출력 전압(Von)을 이용하여 메모리 장치(900)의 동작 타이밍, 전압 레벨 등과 같은 동작 특성들을 온도 변화에 따라서 정밀하게 제어할 수 있다.The
도 21, 도 22, 도 23 및 도 24는 도 20의 비휘발성 메모리 장치에 포함되는 메모리 셀 어레이의 예들을 나타내는 도면들이다.21 , 22 , 23 and 24 are diagrams illustrating examples of a memory cell array included in the nonvolatile memory device of FIG. 20 .
도 21은 NOR형 플래시 메모리 장치에 포함되는 메모리 셀 어레이의 일 예를 나타내는 회로도이고, 도 22는 NAND형 플래시 메모리 장치에 포함되는 메모리 셀 어레이의 일 예를 나타내는 회로도이며, 도 23은 수직형 플래시 메모리 장치에 포함되는 메모리 셀 어레이의 일 예를 나타내는 회로도이고, 도 24는 저항성 메모리 장치에 포함되는 메모리 셀 어레이의 일 예를 나타내는 회로도이다.21 is a circuit diagram illustrating an example of a memory cell array included in a NOR-type flash memory device, FIG. 22 is a circuit diagram illustrating an example of a memory cell array included in a NAND-type flash memory device, and FIG. 23 is a vertical flash A circuit diagram illustrating an example of a memory cell array included in a memory device, and FIG. 24 is a circuit diagram illustrating an example of a memory cell array included in a resistive memory device.
도 21을 참조하면, 메모리 셀 어레이(910a)는 복수의 메모리 셀(MC1)들을 포함할 수 있다. 동일한 열에 배열된 메모리 셀(MC1)들은 비트 라인들(BL(1), ..., BL(m)) 중 하나와 공통 소스 라인(CSL) 사이에 병렬로 배치될 수 있으며, 동일한 행에 배열된 메모리 셀(MC1)들은 워드 라인들(WL(1), WL(2), ..., WL(n)) 중 하나에 공통으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 열에 배열된 메모리 셀들은 제1 비트 라인(WL(1))과 공통 소스 라인(CSL) 사이에 병렬로 배치될 수 있다. 제1 행에 배열된 메모리 셀들의 게이트 전극들은 제1 워드 라인(WL(1))에 공통으로 연결될 수 있다. 메모리 셀(MC1)들은 워드 라인들(WL(1), ..., WL(n))에 인가되는 전압의 레벨에 따라 제어될 수 있다. 메모리 셀 어레이(1910a)를 포함하는 NOR형 플래시 메모리 장치는 바이트(byte) 단위 또는 워드(word) 단위로 기입 동작 및 독출 동작을 수행하며, 블록(block, 1912a) 단위로 소거 동작을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 21 , the
도 22를 참조하면, 메모리 셀 어레이(910b)는 스트링 선택 트랜지스터(SST)들, 접지 선택 트랜지스터(GST)들 및 메모리 셀(MC2)들을 포함할 수 있다. 스트링 선택 트랜지스터(SST)들은 비트 라인들(BL(1), ..., BL(m))에 연결되고, 접지 선택 트랜지스터(GST)들은 공통 소스 라인(CSL)에 연결될 수 있다. 동일한 열에 배열된 메모리 셀(MC2)들은 비트 라인들(BL(1), ..., BL(m)) 중 하나와 공통 소스 라인(CSL) 사이에 직렬로 배치될 수 있으며, 동일한 행에 배열된 메모리 셀(MC2)들은 워드 라인들(WL(1), WL(2), WL(3), ..., WL(n-1), WL(n)) 중 하나에 공통으로 연결될 수 있다. 즉, 스트링 선택 트랜지스터(SST)들과 접지 선택 트랜지스터(GST)들 사이에 메모리 셀(MC2)들이 직렬로 연결될 수 있으며, 스트링 선택 라인(SSL)과 접지 선택 라인(GSL) 사이에는 16개, 32개 또는 64개 등의 복수의 워드 라인들이 배열될 수 있다.Referring to FIG. 22 , the
스트링 선택 트랜지스터(SST)들은 스트링 선택 라인(SSL)에 연결되어, 스트링 선택 라인(SSL)으로부터 인가되는 전압의 레벨에 따라 제어될 수 있고, 접지 선택 트랜지스터(GST)들은 접지 선택 라인(GSL)에 연결되어, 접지 선택 라인(GSL)으로부터 인가되는 전압의 레벨에 따라 제어될 수 있다. 메모리 셀(MC2)들은 워드 라인들(WL(1), ..., WL(n))에 인가되는 전압의 레벨에 따라 제어될 수 있다.The string select transistors SST are connected to the string select line SSL to be controlled according to a level of a voltage applied from the string select line SSL, and the ground select transistors GST are connected to the ground select line GSL. connected, and may be controlled according to a level of a voltage applied from the ground selection line GSL. The memory cells MC2 may be controlled according to the level of a voltage applied to the word lines WL(1), ..., WL(n).
메모리 셀 어레이(910b)를 포함하는 NAND형 플래시 메모리 장치는 페이지(page, 911b) 단위로 기입 동작 및 독출 동작을 수행하며, 블록(912b) 단위로 소거 동작을 수행할 수 있다. 한편, 실시예에 따라서, 페이지 버퍼들은 각각 짝수 비트 라인과 홀수 비트 라인이 하나씩 연결될 수 있다. 이 경우, 짝수 비트 라인들은 짝수 페이지를 형성하고, 홀수 비트 라인들은 홀수 페이지를 형성하며, 메모리 셀(MC2)들에 대한 기입 동작은 짝수 페이지와 홀수 페이지가 번갈아 가며 순차적으로 수행될 수 있다.The NAND-type flash memory device including the
도 23을 참조하면, 메모리 셀 어레이(910c)는 수직 구조를 가지는 복수의 스트링(913c)들을 포함할 수 있다. 스트링(913c)은 제2 방향을 따라 복수 개로 형성되어 스트링 열을 형성할 수 있으며, 상기 스트링 열은 제3 방향을 따라 복수 개로 형성되어 스트링 어레이를 형성할 수 있다. 복수의 스트링(913c)들은 비트 라인들(BL(1), ..., BL(m))과 공통 소스 라인(CSL) 사이에 제1 방향을 따라 직렬로 배치되는 접지 선택 트랜지스터(GSTV)들, 메모리 셀(MC3)들 및 스트링 선택 트랜지스터(SSTV)들을 각각 포함할 수 있다.Referring to FIG. 23 , the
접지 선택 트랜지스터(GSTV)들은 접지 선택 라인들(GSL11, GSL12, ..., GSLi1, GSLi2)에 각각 연결되고, 스트링 선택 트랜지스터(SSTV)들은 스트링 선택 라인들(SSL11, SSL12, ..., SSLi1, SSLi2)에 각각 연결될 수 있다. 동일한 층에 배열되는 메모리 셀(MC3)들은 워드 라인들(WL(1), WL(2), ..., WL(n-1), WL(n)) 중 하나에 공통으로 연결될 수 있다. 접지 선택 라인들(GSL11, ..., GSLi2) 및 스트링 선택 라인들(SSL11, ..., SSLi2)은 상기 제2 방향으로 연장되며 상기 제3 방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 워드 라인들(WL(1), ..., WL(n))은 상기 제2 방향으로 연장되며 상기 제1 방향 및 상기 제3 방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 비트 라인들(BL(1), ..., BL(m))은 상기 제3 방향으로 연장되며 상기 제2 방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 메모리 셀(MC3)들은 워드 라인들(WL(1), ..., WL(n))에 인가되는 전압의 레벨에 따라 제어될 수 있다.The ground select transistors GSTV are respectively connected to the ground select lines GSL11, GSL12, ..., GSLi1, GSLi2, and the string select transistors SSTV are the string select lines SSL11, SSL12, ..., SSLi1 , SSLi2) can be connected respectively. The memory cells MC3 arranged on the same layer may be commonly connected to one of the word lines WL(1), WL(2), ..., WL(n-1), WL(n). The ground selection lines GSL11, ..., GSLi2 and the string selection lines SSL11, ..., SSLi2 may extend in the second direction and may be formed in plurality along the third direction. The word lines WL(1), ..., WL(n) may extend in the second direction and may be formed in plurality in the first direction and the third direction. The bit lines BL(1), ..., BL(m) may extend in the third direction and may be formed in plurality along the second direction. The memory cells MC3 may be controlled according to the levels of voltages applied to the word lines WL(1), ..., WL(n).
메모리 셀 어레이(910c)를 포함하는 수직형 플래시 메모리 장치는 NAND 플래시 메모리 셀들을 포함하므로, NAND형 플래시 메모리 장치와 마찬가지로 페이지 단위로 기입 동작 및 독출 동작을 수행하며, 블록 단위로 소거 동작을 수행한다.Since the vertical flash memory device including the
실시예에 따라서, 하나의 스트링(913c)에 포함되는 두 개의 스트링 선택 트랜지스터들은 하나의 스트링 선택 라인에 연결되고 하나의 스트링에 포함되는 두 개의 접지 선택 트랜지스터들은 하나의 접지 선택 라인에 연결되도록 구현될 수도 있다. 또한, 실시예에 따라서, 하나의 스트링은 하나의 스트링 선택 트랜지스터 및 하나의 접지 선택 트랜지스터를 포함하여 구현될 수도 있다.According to an embodiment, two string select transistors included in one
도 24를 참조하면, 메모리 셀 어레이(910d)는 복수의 워드라인들(WL0~WLn)과 복수의 비트라인들(BL0~BLm)이 교차하는 영역에 배치되는 복수의 메모리 셀(MC)들을 포함한다. 각각의 메모리 셀(MC)은 도 24에 도시된 바와 같이 셀 트랜지스터(CT) 및 저항성 소자(CR)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 24 , the
각각의 메모리 셀(MC)의 셀 트랜지스터(CT)와 저항성 소자(CR)는 비트라인들(BL0~BLm) 중 각각의 비트라인과 소스라인(SL) 사이에 연결될 수 있다. 복수의 메모리 셀(MC)은 동일한 소스 라인(SL)에 공통으로 연결될 수도 있다. 한편, 메모리 셀 어레이(910d)는 두 개 이상의 셀 영역들로 구분될 수 있고, 각각의 셀 영역마다 서로 다른 소스 라인(SL)이 연결될 수 있다.The cell transistor CT and the resistive element CR of each memory cell MC may be connected between each of the bit lines BL0 to BLm and the source line SL. The plurality of memory cells MC may be commonly connected to the same source line SL. Meanwhile, the
도 25는 본 발명의 실시예들에 따른 에스에스디(SSD: solid state disk or solid state drive)를 나타내는 블록도이다.25 is a block diagram illustrating a solid state disk or solid state drive (SSD) according to embodiments of the present invention.
도 25를 참조하면, SSD(1000)는 복수의 비휘발성 메모리 장치들(1100) 및 SSD 제어기(1200)를 포함한다.Referring to FIG. 25 , the
비휘발성 메모리 장치들(1100)은 옵션적으로 외부 고전압(VPP)을 제공받도록 구현될 수 있다. 비휘발성 메모리 장치들(1100)은 전술한 수직형 낸드 플래시 메모리 장치들을 포함할 수 있다. The
SSD 제어기(1200)는 복수의 채널들(CH1~CH4)을 통하여 비휘발성 메모리 장치들(1100)에 연결된다. SSD 제어기(1200)는 적어도 하나의 프로세서(1210), 버퍼 메모리(1220), 에러 정정 회로(1230), 호스트 인터페이스(1250) 및 비휘발성 메모리 인터페이스(1260)를 포함한다.The
버퍼 메모리(1220)는 메모리 제어기(1200)의 구동에 필요한 데이터를 임시로 저장할 수 있다. 또한, 버퍼 메모리(1220)는 쓰기 요청시 파인 프로그램 동작에 이용될 데이터를 버퍼링해 놓을 수 있다. 도 25에서 버퍼 메모리(1220)는 SSD 제어기(1200) 내부에 존재하지만, 반드시 여기에 제한되지 않을 것이다. 버퍼 메모리는 SSD 제어기(1200)의 외부에 별도로 존재할 수도 있다.The
에러 정정 회로(1230)는 쓰기 동작에서 프로그램될 데이터의 에러 정정 코드 값을 계산하고, 읽기 동작에서 읽혀진 데이터를 에러 정정 코드 값에 근거로 하여 에러 정정하고, 데이터 복구 동작에서 비휘발성 메모리 장치(1100)로부터 복구된 데이터의 에러를 정정할 수 있다. 도시되지 않았지만, 메모리 제어기(1200)를 구동하는 데 필요한 코드 데이터를 저장하는 코드 메모리가 더 포함될 수 있다. 코드 메모리는 비휘발성 메모리 장치로 구현될 수 있다.The
호스트 인터페이스(1250)는 외부의 장치와 인터페이스 기능을 제공할 수 있다. 비휘발성 메모리 인터페이스(1260)는 비휘발성 메모리 장치(1100)와 인터페이스 기능을 제공할 수 있다.The
SSD(1000)는 가변 전압 발생 회로(미도시)를 포함하고, 가변 전압 발생 회로는 SSD(1000) 내의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 가변 전압 발생 회로는 본 발명의 실시예들에 따라서 복수의 증폭 회로들을 포함한다. 전술한 바와 같이, 가변 전압 발생 회로는 복수의 증폭 회로들을 이용한 복수의 피드백 동작을 통하여 동작 온도의 범위에 대하여 확장된 출력 전압의 범위 및 개선된 선형성을 갖는 출력 전압을 제공할 수 있다. 이와 같은 출력 전압을 이용하여 SSD(1000)의 동작 타이밍, 전압 레벨 등과 같은 동작 특성들을 온도 변화에 따라서 정밀하게 제어할 수 있다.The
도 26은 본 발명의 실시예들에 따른 임베디드 멀티 미디어 카드(eMMC: embedded multimedia card)를 나타내는 블록도이다.26 is a block diagram illustrating an embedded multimedia card (eMMC) according to embodiments of the present invention.
도 26을 참조하면, eMMC(2000)는 적어도 하나의 낸드 플래시 메모리 장치(2100) 및 제어기(2200)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 26 , the
메모리 제어기(2200)는 복수의 채널들을 통하여 낸드 플래시 메모리 장치(2100)에 연결된다. 메모리 제어기(2200)는 적어도 하나의 제어기 코어(2210), 호스트 인터페이스(2250) 및 낸드 인터페이스(2260)를 포함한다. 적어도 하나의 제어기 코어(2210)는 eMMC(2000)의 전반적인 동작을 제어한다. 호스트 인터페이스(2250)는 제어기(2210)와 호스트의 인터페이싱을 수행한다. 낸드 인터페이스(2260)는 낸드 플래시 메모리 장치(2100)와 제어기(2200)의 인터페이싱을 수행한다. The
실시 예에 있어서, 호스트 인터페이스(2250)는 병렬 인터페이스(예를 들어, MMC 인터페이스)일 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, eMMC(2000)의 호스트 인터페이스(2250)는 직렬 인터페이스(예를 들어, UHS-II, UFS 인터페이스)일 수 있다.In an embodiment, the
eMMC(2000)는 호스트로부터 전원 전압들(Vcc, Vccq)을 제공받는다. 여기서, 제 1 전원 전압(Vcc, 예를 들어 3.3V)은 낸드 플래시 메모리 장치(2100) 및 낸드 인터페이스(2260)에 제공되고, 제 2 전원 전압(Vccq, 예를 들어 1.8V/3.3V)은 제어기(2200)에 제공된다. 실시 예에 있어서, eMMC(2000)는 외부 고전압(Vpp)을 옵션적으로 제공받을 수 있다.The
eMMC(2000)는 가변 전압 발생 회로(미도시)를 포함하고, 가변 전압 발생 회로는 eMMC(2000)는 내의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 가변 전압 발생 회로는 본 발명의 실시예들에 따라서 복수의 증폭 회로들을 포함한다. 전술한 바와 같이, 가변 전압 발생 회로는 복수의 증폭 회로들을 이용한 복수의 피드백 동작을 통하여 동작 온도의 범위에 대하여 확장된 출력 전압의 범위 및 개선된 선형성을 갖는 출력 전압을 제공할 수 있다. 이와 같은 출력 전압을 이용하여 eMMC(2000)의 동작 타이밍, 전압 레벨 등과 같은 동작 특성들을 온도 변화에 따라서 정밀하게 제어할 수 있다.The
도 27은 본 발명의 실시예들에 따른 유니버셜 플래시 스토리지(USF: universal flash storage)를 나타내는 블록도이다.27 is a block diagram illustrating a universal flash storage (USF) according to embodiments of the present invention.
도 27을 참조하면, UFS 시스템(3000)은 UFS 호스트(3100), UFS 장치들(3200, 3300), 임베디드 UFS 장치(3400), 착탈형 UFS 카드(3500)를 포함할 수 있다. UFS 호스트(3100)는 모바일 장치의 어플리케이션 프로세서일 수 있다. UFS 호스트(3100), UFS 장치들(3200, 3300), 임베디드 UFS 장치(3400), 및 착탈형 UFS 카드(3500) 각각은 UFS 프로토콜에 의하여 외부의 장치들과 통신할 수 있다. Referring to FIG. 27 , the
UFS 호스트(3100), UFS 장치들(3200, 3300), 임베디드 UFS 장치(3400), 및 착탈형 UFS 카드(3500) 중 적어도 하나는 가변 전압 발생 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 가변 전압 발생 회로는 본 발명의 실시예들에 따라서 복수의 증폭 회로들을 포함하고, 전술한 바와 같이, 가변 전압 발생 회로는 복수의 증폭 회로들을 이용한 복수의 피드백 동작을 통하여 동작 온도의 범위에 대하여 확장된 출력 전압의 범위 및 개선된 선형성을 갖는 출력 전압을 제공할 수 있다.At least one of the
한편, 임베디드 UFS 장치(3400)와 착탈형 UFS 카드(3500)는 UFS 프로토콜이 아닌 다른 프로토콜에 의해 통신할 수 있다. UFS 호스트(3100)와 착탈형 UFS 카드(3500)는 다양한 카드 프로토콜(예를 들어, UFDs, MMC,SD(secure digital), mini SD, Micro SD 등)에 의해 통신할 수 있다.Meanwhile, the embedded
도 28은 본 발명의 실시예들에 따른 모바일 장치를 나타내는 블록도이다.28 is a block diagram illustrating a mobile device according to embodiments of the present invention.
도 28을 참조하면, 모바일 장치(4000)는 어플리케이션 프로세서(4100), 통신 모듈(4200), 디스플레이/터치 모듈(4300), 저장 장치(4400), 및 모바일 램(4500)를 포함한다.Referring to FIG. 28 , the
어플리케이션 프로세서(4100)는 모바일 장치(4000)의 전반적인 동작을 제어한다. 통신 모듈(4200)은 외부와의 유선/무선 통신을 제어하도록 구현될 수 있다. 디스플레이/터치 모듈(4300)은 어플리케이션 프로세서(4100)에서 처리된 데이터를 디스플레이 하거나, 터치 패널로부터 데이터를 입력 받도록 구현될 수 있다. 저장 장치(4400)는 사용자의 데이터를 저장하도록 구현될 수 있다. 저장 장치(4400)는 eMMC, SSD, UFS 장치일 수 있다. The
모바일 램(4500)은 모바일 장치(4000)의 처리 동작 시 필요한 데이터를 임시로 저장하도록 구현될 수 있다.The
어플리케이션 프로세서(4100), 통신 모듈(4200), 디스플레이/터치 모듈(4300), 저장 장치(4400), 및 모바일 램(4500) 중 적어도 하나는 가변 전압 발생 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 가변 전압 발생 회로는 본 발명의 실시예들에 따라서 복수의 증폭 회로들을 포함하고, 전술한 바와 같이, 가변 전압 발생 회로는 복수의 증폭 회로들을 이용한 복수의 피드백 동작을 통하여 동작 온도의 범위에 대하여 확장된 출력 전압의 범위 및 개선된 선형성을 갖는 출력 전압을 제공할 수 있다.At least one of the
본 발명의 실시 예에 따른 메모리 장치 혹은 저장 장치는 다양한 형태들의 패키지를 이용하여 실장 될 수 있다. 실시 예에 있어서, 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템 혹은 저장 장치는 PoP(Package on Package), Ball grid arrays(BGAs), Chip scale packages(CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier(PLCC), Plastic Dual In-Line Package(PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board(COB), Ceramic Dual In-Line Package(CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack(MQFP), Thin Quad Flatpack(TQFP), Small Outline(SOIC), Shrink Small Outline Package(SSOP), Thin Small Outline(TSOP), Thin Quad Flatpack(TQFP), System In Package(SIP), Multi Chip Package(MCP), Wafer-level Fabricated Package(WFP), Wafer-Level Processed Stack Package(WSP), 등과 같은 패키지들을 이용하여 실장 될 수 있다.A memory device or a storage device according to an embodiment of the present invention may be mounted using various types of packages. In an embodiment, the memory system or storage device according to an embodiment of the present invention is a PoP (Package on Package), Ball grid arrays (BGAs), Chip scale packages (CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC), Plastic Dual In -Line Package(PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board(COB), Ceramic Dual In-Line Package(CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack(MQFP), Thin Quad Flatpack(TQFP), Small Outline(SOIC), Shrink Small Outline Package(SSOP), Thin Small Outline(TSOP), Thin Quad Flatpack(TQFP), System In Package(SIP), Multi Chip Package(MCP), Wafer-level Fabricated Package(WFP) , Wafer-Level Processed Stack Package (WSP), etc. may be used to be mounted.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 가변 전압 발생 회로는, 온도에 따른 전압 오프셋을 갖는 복수의 증폭 회로들을 이용한 복수의 피드백 동작을 통하여 동작 온도의 범위에 대한 출력 전압의 범위를 확장하고 선형성을 향상시킬 수 있다. 상기 가변 전압 발생 회로를 포함하는 장치 및/또는 시스템은, 상기 가변 전압 발생 회로의 출력 전압을 이용하여 동작 온도의 변화에 따라서 장치 및/또는 시스템의 동작 특성을 정밀하게 제어함으로써 향상된 성능을 가질 수 있다.As described above, the variable voltage generating circuit according to embodiments of the present invention expands the output voltage range with respect to the operating temperature range through a plurality of feedback operations using a plurality of amplifying circuits having a voltage offset according to the temperature. and improve linearity. A device and/or system including the variable voltage generating circuit may have improved performance by precisely controlling the operating characteristics of the device and/or system according to a change in operating temperature using an output voltage of the variable voltage generating circuit. there is.
본 발명의 실시예들에 따른 가변 전압 발생 회로는 온도 변화에 따른 동작 제어가 요구되는 장치 및 시스템에 유용하게 적용될 수 있다. 특히 고속으로 동작하고 전력 감소가 요구되는 메모리 카드, 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive; SSD), 컴퓨터(computer), 노트북(laptop), 핸드폰(cellular), 스마트폰(smart phone), MP3 플레이어, 피디에이(Personal Digital Assistants; PDA), 피엠피(Portable Multimedia Player; PMP), 디지털 TV, 디지털 카메라, 포터블 게임 콘솔(portable game console) 등과 같은 전자 기기에 더욱 유용하게 적용될 수 있다.The variable voltage generating circuit according to the embodiments of the present invention may be usefully applied to devices and systems requiring operation control according to temperature changes. Memory cards, solid state drives (SSDs), computers, laptops, cellular phones, smart phones, MP3 players, and PDAs that operate at high speed and require power reduction. (Personal Digital Assistants; PDA), PMP (Portable Multimedia Player; PMP), digital TV, digital camera, portable game console (portable game console) can be more usefully applied to electronic devices.
상기에서는 본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. you will understand that you can
AMP1~AMPn: 증폭 회로들
VO1~Von: 출력 전압들
VR1~VRn: 전압 범위들
VFB1~VFBn: 피드백 전압들
VNTC: 온도-변동 전압
VZTC: 온도-고정 전압
VREF: 기준 전압
DDA: 차동 차이 증폭기AMP1-AMPn: Amplification circuits
VO1~Von: output voltages
VR1 to VRn: voltage ranges
VFB1 to VFBn: feedback voltages
VNTC: temperature-varying voltage
VZTC: temperature-fixed voltage
VREF: reference voltage
DDA: Differential Difference Amplifier
Claims (10)
상기 제1 피드백 전압, 제2 피드백 전압, 상기 온도-변동 전압 및 상기 온도-고정 전압에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 상기 제1 전압 범위보다 큰 제2 전압 범위에서 변화하는 제2 출력 전압을 발생하고, 상기 제2 출력 전압에 기초하여 상기 제2 피드백 전압을 발생하는 제2 증폭 회로를 포함하고,
상기 제1 증폭 회로는 제1 차동 차이 증폭기 및 제1 출력 회로를 포함하며,
상기 제1 차동 차이 증폭기는
상기 기준 전압 및 상기 제1 피드백 전압을 수신하는 제1 차동 입력 단자 쌍; 및
상기 온도-변동 전압 및 상기 온도-고정 전압을 수신하는 제2 차동 입력 단자 쌍을 포함하고,
상기 제1 차동 차이 증폭기는 제1 증폭 전압을 제공하고, 상기 제1 출력 회로는 상기 제1 증폭 전압에 기초하여 상기 제1 출력 전압을 제공하는 가변 전압 발생 회로.A first voltage varying in a first voltage range according to a change in the operating temperature based on a reference voltage, a first feedback voltage, a temperature-varying voltage that varies according to the operating temperature and a temperature-fixed voltage that is fixed irrespective of the operating temperature a first amplifier circuit that generates an output voltage and generates the first feedback voltage based on the first output voltage; and
A second output voltage varying in a second voltage range greater than the first voltage range according to a change in the operating temperature based on the first feedback voltage, the second feedback voltage, the temperature-varying voltage, and the temperature-fixed voltage and a second amplifying circuit for generating the second feedback voltage based on the second output voltage,
wherein the first amplification circuit comprises a first differential difference amplifier and a first output circuit;
The first differential difference amplifier is
a first pair of differential input terminals receiving the reference voltage and the first feedback voltage; and
a second differential input terminal pair for receiving the temperature-varying voltage and the temperature-fixed voltage;
The first differential difference amplifier provides a first amplified voltage, and the first output circuit provides the first output voltage based on the first amplified voltage.
상기 제2 증폭 회로는 상기 제1 피드백 전압 및 상기 제2 피드백 전압을 수신하는 차동 입력 단자 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전압 발생 회로.According to claim 1,
and the second amplification circuit includes a differential input terminal pair for receiving the first feedback voltage and the second feedback voltage.
상기 제1 증폭 회로는 상기 온도-변동 전압에 기초하여 상기 기준 전압과 상기 제1 피드백 전압의 차이에 상응하는 제1 전압 오프셋을 발생시키고,
상기 제2 증폭 회로는 상기 온도-변동 전압에 기초하여 상기 제1 피드백 전압과 상기 제2 피드백 전압의 차이에 상응하는 제2 전압 오프셋을 발생시키는 것을 특징으로 하는 가변 전압 발생 회로.3. The method of claim 2,
the first amplifying circuit generates a first voltage offset corresponding to a difference between the reference voltage and the first feedback voltage based on the temperature-varying voltage;
and the second amplifying circuit generates a second voltage offset corresponding to a difference between the first feedback voltage and the second feedback voltage based on the temperature-varying voltage.
상기 제1 전압 범위는 상기 제1 전압 오프셋에 비례하고,
상기 제2 전압 범위는 상기 제1 전압 오프셋과 상기 제2 전압 오프셋의 합에 비례하는 것을 특징으로 하는 가변 전압 발생 회로.5. The method of claim 4,
the first voltage range is proportional to the first voltage offset;
and the second voltage range is proportional to a sum of the first voltage offset and the second voltage offset.
상기 제1 증폭 회로와 상기 제2 증폭 회로는 동일한 구성을 갖고, 상기 제2 전압 범위는 상기 제1 전압 범위의 두 배인 것을 특징으로 하는 가변 전압 발생 회로.According to claim 1,
The variable voltage generating circuit according to claim 1, wherein the first amplifying circuit and the second amplifying circuit have the same configuration, and the second voltage range is twice the first voltage range.
상기 제1 출력 전압에 비례하는 상기 제1 피드백 전압을 더 제공하는 것을 특징으로 하는 가변 전압 발생 회로.The method of claim 1, wherein the first output circuit comprises:
The variable voltage generating circuit of claim 1 , further providing the first feedback voltage proportional to the first output voltage.
상기 제2 증폭 회로는,
상기 제1 피드백 전압, 상기 제2 피드백 전압, 상기 온도-변동 전압 및 상기 온도-고정 전압에 기초하여 제2 증폭 전압을 제공하는 제2 차동 차이 증폭기; 및
상기 제2 증폭 전압에 기초하여 상기 제2 출력 전압 및 상기 제2 출력 전압에 비례하는 상기 제2 피드백 전압을 제공하는 제2 출력 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전압 발생 회로.8. The method of claim 7,
The second amplification circuit,
a second differential difference amplifier configured to provide a second amplified voltage based on the first feedback voltage, the second feedback voltage, the temperature-varying voltage, and the temperature-fixed voltage; and
and a second output circuit providing the second output voltage and the second feedback voltage proportional to the second output voltage based on the second amplified voltage.
제k 증폭 회로(k는 2 이상 n 이하의 자연수)는 제k-1 피드백 전압, 제k 피드백 전압, 상기 온도-변동 전압 및 상기 온도-고정 전압에 기초하여 상기 동작 온도의 변화에 따라서 제k-1 전압 범위보다 큰 제k 전압 범위에서 변화하는 제k 출력 전압을 발생하고, 상기 제k 출력 전압에 기초하여 상기 제k 피드백 전압을 발생하는 제2 내지 제n 증폭 회로들을 포함하고,
상기 제1 증폭 회로는 제1 차동 차이 증폭기 및 제1 출력 회로를 포함하며,
상기 제1 차동 차이 증폭기는
상기 기준 전압 및 상기 제1 피드백 전압을 수신하는 제1 차동 입력 단자 쌍; 및
상기 온도-변동 전압 및 상기 온도-고정 전압을 수신하는 제2 차동 입력 단자 쌍을 포함하고,
상기 제1 차동 차이 증폭기는 제1 증폭 전압을 제공하고, 상기 제1 출력 회로는 상기 제1 증폭 전압에 기초하여 상기 제1 출력 전압을 제공하는 가변 전압 발생 회로.A first voltage varying in a first voltage range according to a change in the operating temperature based on a reference voltage, a first feedback voltage, a temperature-varying voltage that varies according to the operating temperature and a temperature-fixed voltage that is fixed irrespective of the operating temperature a first amplifier circuit that generates an output voltage and generates the first feedback voltage based on the first output voltage; and
The kth amplifying circuit (k is a natural number of 2 or more and n or less) is a kth according to a change in the operating temperature based on the k-1th feedback voltage, the kth feedback voltage, the temperature-variable voltage, and the temperature-fixed voltage. 2nd to nth amplifier circuits for generating a kth output voltage that varies in a kth voltage range greater than a -1 voltage range, and generating the kth feedback voltage based on the kth output voltage,
wherein the first amplification circuit comprises a first differential difference amplifier and a first output circuit;
The first differential difference amplifier is
a first pair of differential input terminals receiving the reference voltage and the first feedback voltage; and
a second differential input terminal pair for receiving the temperature-varying voltage and the temperature-fixed voltage;
The first differential difference amplifier provides a first amplified voltage, and the first output circuit provides the first output voltage based on the first amplified voltage.
상기 제k 증폭 회로는 상기 제k-1 피드백 전압 및 상기 제k 피드백 전압을 수신하는 차동 입력 단자 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전압 발생 회로.10. The method of claim 9,
The kth amplifier circuit comprises a differential input terminal pair for receiving the k-1th feedback voltage and the kth feedback voltage.
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